Các giải pháp tổ chức, kỹ thuật trong mạng điện thoại công cộng

giúp đỡ của các thầy cô giáo trong Khoa Điện Tử - Viễn Thông trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng. Với sự hướng dẫn tận tình của Thầy giáo Thạc sỹ Nguyễn Khắc Hưng đồng thời trên cơ sở những kiến thức đã tích luỹ qua 4 năm học. Tôi đã chọn “Các giải pháp tổ chức, kỹ thuật trong mạng điện thoại công cộng” làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp của mình. Đồ án gồm ba chương với nội dung sau: Chương1: Tổng quan về mạng điện thoại công cộng. Chương 2: Một số giải pháp tổ chức, kỹ thuật trong mạng điện thoại công cộng. Chương 3: Dự báo nhu cầu và lưu lượng trong mạng thoại. Do còn thiếu nhiều kinh nghiệm thực tế cũng như tuổi đời còn rất trẻ và lại được hoàn thành trong thời gian ngắn nên chắc chắn trong bản đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong được sự góp ý, bổ xung của các thầy cô giáo và những người quan tâm đến đề tài này. Hải Phòng, tháng 8 năm 2006 Sinh viên Đỗ Thị Tuyết VânChương i tổng quan về mạng điện thoại công cộng Trải qua quá trình phát triển hơn 100 năm, kể từ khi mạng điện thoại đầu tiên ra đời, cho đến nay mọi người coi điện thoại là công cụ truyền tin hữu hiệu. Nhờ điện thoại con người có khả năng trao đổi thông tin giữa các điểm khác nhau trên toàn thế giới một cách dễ dàng. Ngoài các ưu thế như: khả năng truyền thông tin theo thời gian thực và dễ sử dụng, mạng còn có các ưu điểm rất cơ bản đó là được sử dụng phổ biến trên toàn cầu, giúp chúng ta có khả năng liên lạc hầu như tới mọi điểm trên trái đất, với thời gian ngắn và rất thuận tiện cho người sử dụng. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung, của khoa học điện tử viễn thông nói riêng. Đặc biệt là sự phát triển nhanh chóng của công nghệ truyền thông số, công nghệ truyền dẫn quang, công nghệ chuyển mạch... đã thúc đẩy mạng viễn thông phát triển mạnh mẽ trên phạm vi quốc gia, và quốc tế. Sự ra đời, phát triển mạng liên kết IDN (Intergrade Digital Network) có sự tương thích thiết bị số và các thiết bị tương tự. Các thiết bị của mạng dần được số hoá và đã đạt tới mạng số đa dịch vụ ISDN . Trong cuộc sống, trao đổi thông tin đóng vai trò rất quan trọng không thể thiếu trong đời sống, cũng như các ngành kinh tế, sản xuất, kinh doanh, an ninh, quốc phòng...nó góp phần vào sự phát triển chung của toàn xã hội. 1. Chức năng mạng thoại công cộng. Mục đích cơ bản của hệ thống thông tin liên lạc là trao đổi thông tin giữa hai đối tượng. Chúng có thể là thông tin giữa con người với con người, giữa máy với máy hay giữa người với máy. Tín hiệu truyền có thể là liên tục (như âm thanh) hay gián đoạn (như dãy kí tự) và hoàn toàn có thể biến đổi linh hoạt, mềm dẻo giữa các dạng (như thoại số). Trao đổi thông tin có thể diễn ra tức thời theo thời gian thực hay có thể lưu giữ chọn thời gian thích hợp. Các dịch vụ thông tin cũng ngày càng phong phú như : thoại, số liệu, video. Quá trình thông tin còn phức tạp hơn nữa khi các đối tượng liên lạc thông qua một mạng thông tin nhiều người dùng . Mạng thoại công cộng là mạng chuyển mạch, thực hiện kết nối các cuộc gọi giữa thuê bao chủ gọi và thuê bao bị gọi (truyền nhận tín hiệu nằm trong dải tần thoại từ 0 đến 4 KHZ). Việc kết nối các cuộc gọi chỉ mang tính logic vì nó chỉ được xác lập khi có yêu cầu 1 cuộc gọi (nhấc máy điện thoại và quay số). Bên chủ gọi lựa chọn hướng đi tới bên bị gọi, bên bị gọi nhấc máy trả lời thì hướng về được xác lập. Một tuyến thông tin được dành riêng cho hai đối tượng cho tới khi cuộc gọi chấm dứt. Các chức năng cơ bản của mạng điện thoại công cộng là : ² Một trong các kỹ thuật truyền tin có hiệu quả là cho phép nhiều thiết bị hoặc nhiều người dùng chia sẻ, sử dụng chung môi trường truyền, kỹ thuật này gọi là ghép kênh. Ngoài ra sự ra tăng của các dịch vụ còn đảm bảo cho hệ thống không bị quá tải. ² Để thông tin thông suốt, các thiết bị buộc phải phối ghép với hệ thống truyền. Toàn bộ các dạng thông tin đều phải thông qua việc dùng tín hiệu điện từ lan truyền được qua môi trường truyền. Bởi vậy việc tạo tín hiệu là một đòi hỏi tất yếu của thông tin. ² Không chỉ có tín hiệu, hệ thống thông tin còn yêu cầu sự đồng bộ giữa máy phát và máy thu. Máy thu cần phải xác định được khi nào tín hiệu bắt đầu tới và khi nào nó kết thúc. Nó cũng cần biết khoảng thời gian tồn tại của mỗi phần tử tín hiệu. ² Quản lý trao đổi là các yêu cầu cần thiết phục vụ cho việc thông tin giữa hai đối tượng. Để thực hiện việc thông tin liên lạc, hai đối tượng cùng phải hợp tác với nhau một cách chặt chẽ. ² Phát hiện và hiệu chỉnh lỗi là đòi hỏi trong những trường hợp không cho phép thông tin sai lệch, thường là trong các hệ thống xử lý dữ liệu, ví dụ như khi truyền file giữa các máy tính . ² Điều khiển luồng nhằm đảm bảo cho trạm gửi không làm tràn trạm nhận khi gửi dữ liệu quá nhanh mà trạm nhận không thể xử lý kịp, dẫn tới việc bỏ qua, mất dữ liệu. ² Khi các phương tiện truyền được dùng chung bởi nhiều đối tượng, nhiều người dùng, việc đánh địa chỉ là cần thiết để trạm gửi có thể thông tin đúng với trạm nhận mà mình mong muốn. Khi này hệ thống truyền thực tế đã tạo thành một mạng, với nhiều đường truyền có thể nối giữa hai trạm. Cần thiết phải chọn đường để xác định một đường cụ thể xuyên qua hai mạng này cho một cuộc nối. ² Kĩ thuật hồi phục là cần thiết, như trong trường hợp quá trình truyền file, dữ liệu bị ngắt do sự cố nào đó của hệ thống. Các đối tượng phải có khả năng kích hoạt trở lại tại điểm bị ngắt hoặc ít nhất cũng phải hồi phục lại trạng thái của hệ thống về trạng thái khởi thuỷ để bắt đầu trao đổi. ² Hai đối tượng liên lạc với nhau phải có cùng dạng dữ liệu cần trao đổi. Thoả thuận về điều này được hiểu như định dạng văn bản. Ví dụ hai bên phải dùng chung một mã mô tả ký tự chẳng hạn. ² Chức năng bảo vệ cũng rất cần thiết cho hệ thống thông tin liên lạc. Người gửi muốn đảm bảo rằng, chỉ có người nhận hợp lệ mới nhận được dữ liệu. Còn người thu muốn đảm bảo rằng, dữ liệu không bị thay đổi trong quá trình trung chuyển và đảm bảo là gửi từ đúng đối tượng. ² Cuối cùng là khả năng quản lý hệ thống là cần thiết. Để quản lý cấu hình hệ thống, giám sát các trạng thái của nó, phản ứng với các hư hỏng hay quá tải, lập kế hoạch cho tương lai. 2. các bộ phận cấu thành mạng thoại. Theo quan điểm phần cứng, hệ thống viễn thông bao gồm thiết bị đầu cuối, thiết bị chuyển mạch và thiết bị truyền dẫn được trình bày ở hình 1.1. 2.1. Thiết bị đầu cuối. Thiết bị đầu cuối là thiết bị giao tiếp giữa một mạng và người hay máy móc. Với mạng thoại thiết bị đầu cuối chính là các máy điện thoại, máy tính, telex, fax...dùng để nối thuê bao với đầu vào của mạng. Thiết bị đầu cuối chuyển đổi các thông tin sang tín hiệu điện, trao đổi các tín hiệu với mạng lưới và ngược lại. 2.2. Thiết bị chuyển mạch. Chuyển mạch là thiết lập một đường truyền dẫn giữa các thuê bao bất kì (đầu cuối) với thiết bị chuyển mạch. Như vậy đường truyền dẫn được chia sẻ và một mạng lưới có thể sử dụng một cách kinh tế. Thiết bị chuyển mạch được phân ra thành các tổng đài nội hạt cung cấp trực tiếp thuê bao và các tổng đài chuyển tiếp mà nó được sử dụng như một đường chuyển mạch cho lưu lượng giữa các tổng đài khác. 2.3. Thiết bị truyền dẫn. Thiết bị truyền dẫn được sử dụng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài hoặc giữa các tổng đài với nhau. Nhờ các thiết bị truyền dẫn mà các tín hiệu điện được truyền đi một cách nhanh chóng và chính xác. Thiết bị truyền dẫn có thể được phân loại thành thiết bị truyền dẫn thuê bao và thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp. Thiết bị truyền dẫn thuê bao kết nối thiết bị đầu cuối với một tổng đài nội hạt, và thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp kết nối các tổng đài với nhau. Từ quan điểm về phương tiện truyền dẫn, thiết bị truyền dẫn có thể phân loại thành thiết bị truyền dẫn đường dây sử dụng các cáp kim loại, cáp quang, và thiết bị truyền dẫn radio sử dụng các sóng vô tuyến. 2.3.1. Thiết bị truyền dẫn thuê bao. Thiết bị truyền dẫn thuê bao gồm các loại cáp kim loại, cáp sợi quang hay vô tuyến. Cáp sợi quang sử dụng cho các đường thoại riêng và mạng thông tin số đa dịch vụ - ISDN - mạng này yêu cầu dung lượng truyền dẫn lớn. 2.3.2. Thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp thuê bao. Thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp thuê bao bao gồm : hệ thống cáp quang, hệ thống cáp đồng trục, hệ thống vi ba số, hệ thống thông tin vệ tinh ...Trong thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp, một số tín hiệu được truyền đi một cách kinh tế qua một đường truyền dẫn đơn. điện thoại đầu cuối số liệu Vệ tinh viễn thông đường truyền dẫn Thiết bị chuyển mạch facsimil facsimil đầu cuối số liệu Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống viễn thông điện thoại Thiết bị vô tuyến 3. các cấu hình cơ bản của mạng thoại công cộng. Khi số đầu cuối nhỏ, mạng sắp xếp bằng cách thu xếp tất cả đầu cuối vào một tổng đài (hình 1.2.a). Tuy nhiên, khi số đầu cuối trở nên quá lớn đối với việc thu xếp vào một tổng đài thì cần thiết phải cài đặt một hoặc nhiều tổng đài và nối các tổng đài đó bởi đường trung kế (hình 1.2.b). Khi nhiều hơn một tổng đài được nối bằng các đường trung kế, nó được gọi là một tổ chức mạng lưới. Các tổ chức mạng lưới tiêu biểu là : mạng hình lưới, mạng hình sao và mạng hỗn hợp. : Thiết bị đầu cuối : Tổng đài Hình 1.2.a Cấu hình sử dụng cho một tổng đài Hình 1.2.b Cấu hình sử dụng cho nhiều tổng đài ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( 3.1. Mạng hình lưới. Một mạng hình lưới là một tổ chức mạng mà tại đó tất cả các tổng đài được nối trực tiếp đến tất cả các cái khác. Một mạng hình lưới có thể được sắp xếp dễ dàng không cần sử dụng tổng đài chuyển tiếp nào. Chức năng lựa chọn đường trong tổng đài là đơn giản. Khi số tổng đài là n, số đường kết nối giữa hai tổng đài ( N ) là: N = n(n-1)/2 Số này gần tỉ lệ với n2. Theo đó, khi số tổng đài tăng lên, số các đường kết nối tăng mạnh. Vì nguyên nhân này mạng hình lưới không thích hợp với một mạng phạm vi rộng. Khi lưu lượng giữa các tổng đài nhỏ, số mạch trên mỗi đường kết nối trở nên nhỏ, do đó giảm hiệu quả mạch. Nói chung, khi một số lượng nhỏ tổng đài được tập trung trong một vùng nhỏ thì thích hợp dùng mạng hình lưới, hoặc khi khối lượng lưu lượng giữa các tổng đài lớn và số mạch là quá lớn. Đánh giá về chi phí, mạng hình lưới thích hợp cho trường hợp mà tại đó chi phí chuyển mạch cao hơn chi phí truyền dẫn. Trong một mạng hình lưới, khi có sự cố xảy ra ở một tổng đài, thì phạm vi sự cố của tổng đài này đươc hạn chế . Vì thế, sự cố chỉ ảnh hưởng với một phạm vi khá hẹp. : Thiết bị đầu cuối : Tổng đài nội hạt : Đường trung kế : Đường dây thuê bao ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( Hình 1.3.a. Mạng hình lưới. 3.2. Mạng hình sao. Mạng hình sao là một tổ chức mạng mà tại đó các tổng đài nội hạt được nối đến một tổng đài chuyển tiếp như hình sao. Trong mạng hình sao, lưu lượng giữa các tổng đài nội hạt được tập trung bởi tổng đài chuyển tiếp, do đó mạch được sử dụng hiệu quả. Mạng hình sao thích hợp cho những nơi mà chi phí truyền dẫn cao hơn chi phí chuyển mạch, ví dụ những nơi mà các tổng đài được phân bố trong một vùng rộng. Đây là nguyên nhân chi phí chuyển mạch tăng lên bởi việc lắp đặt các tổng đài chuyển tiếp. Trong một mạng hình sao, khi tổng đài chuyển tiếp hỏng, các cuộc gọi giữa các tổng đài nội hạt không thể kết nối. Vì thế sự cố sẽ ảnh hưởng đến một vùng rộng. ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( : Đường dây thuê bao : Thiết bị đầu cuối : Tổng đài nội hạt : Đường trung kế : Tổng đài chuyển tiếp Hình 1.3.b Mạng hình sao ( 3.3. Mạng hỗn hợp. Các mạng hình lưới và hình sao đều có cả hai ưu điểm và nhược điểm. Vì vậy, một mạng lưới hỗn hợp có được các ưu điểm của cả hai tổ chức hình lưới và hình sao được sử dụng cho các mạng thực tế. Trong một mạng hỗn hợp, khi khối lượng lưu lượng giữa các tổng đài nội hạt nhỏ, cuộc gọi giữa các tổng đài này được kết nối qua một tổng đài chuyển tiếp. Khi khối lượng lưu lượng lớn thì các tổng đài nội hạt được nối trực tiếp với nhau. Điều này cho phép các tổng đài và thiết bị truyền dẫn được sử dụng một cách hiệu quả và góp phần nâng cấp độ tin cậy trong toàn bộ mạng lưới. ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( : Đường dây thuê bao : Thiết bị đầu cuối : Tổng đài nội hạt : Đường trung kế : Tổng đài chuyển tiếp ( Hình 1.3.c Mạng hỗn hợp 3.4. Phương pháp xác định cấu hình mạng. Thông thường, mạng hỗn hợp được sử dụng cho các mạng lưới thực tế. Tuy nhiên, để xác định một cấu hình mạng, cần phải xem xét số lượng thuê bao, vị trí của thuê bao, lưu lượng giữa các tổng đài, hướng lưu lượng, chi phí thiết bị, vv... 3.4.1. Tổ chức phân cấp mạng. Khi một mạng có quy mô nhỏ, nó có thể được sắp xếp không cần cấp nào, ví dụ như một mạng hình lưới. Nhưng khi mạng lưới trở nên lớn về phạm vi, việc sử dụng chỉ một mạng hình lưới trở nên phức tạp và không có lợi về kinh tế . Vì lý do này, tổ chức phân cấp thường được chấp nhận cho mạng lưới quy mô rộng. Trong trường hợp này, mỗi tổng đài nội hạt trong vùng được nối đến tổng đài cấp trên của nó mà được biết như là trung tâm cơ sở. Cuộc gọi giữa các tổng đài nội hạt trong mỗi vùng được kết nối qua trung tâm cơ sở. Khi phạm vi mạng lưới rộng hơn, các trung tâm cơ sở được nối đến tổng đài chuyển tiếp cấp cao hơn, gọi là trung tâm cấp hai. Lặp lại như trên, mạng lưới được thiết lập cấu hình. Thường thì, mạng lưới được tổ chức theo cách này có một tổ chức phân cấp như được chỉ ra trong hình 1.4.a. : Biên giới vùng : Trung tâm cơ sở Vùng khác : Trung tâm cấp hai : Tổng đài nội hạt Hình 1.4.a Khái niệm tổ chức phân cấp. 3.4.2. Các dạng của mạch. Về khía cạnh tổ chức mạng lưới, các mạch có thể được phân ra theo chức năng thành các mạch cơ bản và các mạch ngang. Chúng còn có thể được phân loại theo chức năng thay thế thành mạch sau cùng và mạch sử dụng cao. Các dạng mạch được chỉ ra trong hình 1.4.b. (a). Mạch cơ bản. Là các tuyến kết nối giữa một tổng đài cấp cao hơn đến tổng đài cấp thấp hơn, hoặc các kết nối giữa các tổng đài cấp cao nhất. (b). Mạch ngang. Là các mạch khác với mạch cơ bản là mạch ngang. Mạch ngang nối trực tiếp đến đến các tổng đài, không cần quan tâm đến cấp của tổng đài . Thông thường một mạch ngang được thiết lập ở những nơi có khối lượng lưu lượng giữa các tổng đài lớn. (c). Mạch cuối. Mạch cuối không được phép định tuyến thay thế khi tất cả các mạch của tuyến bị chiếm .Thông thường, các mạch cơ bản là các mạch cuối cùng. (d). Mạch sử dụng cao. Cho phép định tuyến thay thế khi tất cả các mạch của tuyến bị chiếm. Thông thường, các mạch ngang là các mạch sử dụng cao. Mạch cơ bản Mạch ngang ( ( Tổng đài nội hạt Tổng đài transit Mạch cơ bản Mạch cơ bản Hình 1.4.b. Các dạng mạch. ( ( Ví dụ: Một mạng điện thoại điển hình được tổ chức theo một cấu trúc bao gồm các nút (node) chuyển mạch, các đường truyền dẫn, các thiết bị đầu cuối. Được chỉ ra ở hình 1.4.c. Nó bao gồm ít nhất ba cấp: - Cấp I: Là tổng đài chuyển tiếp quốc tế ( ITE hay GATEWAY). Đó là nơi giao tiếp giữa mạng quốc gia và mạng quốc tế. - Cấp II: Là tổng đài chuyển tiếp quốc gia ( NTE ). Nó có nhiệm vụ chuyển tiếp các cuộc gọi liên tỉnh. - Cấp III: Hay còn gọi là cấp cơ sở, bao gồm các tổng đài nội hạt (LE) đấu nối trực tiếp tới các thuê bao. Khi thuê bao có nhu cầu liên lạc, nếu trong phạm vi nội hạt thì nó trực tiếp xử lý. Ngược lại, cuộc gọi sẽ được chuyển tiếp nên cấp cao hơn để xử lý. Cấp III Tổng đài nôi hạt Cấp I Tổng đài chuyển tiếp quốc tế Cấp II Tổng đài chuyển tiếp quốc gia ( ( ( ( Hình 1.4.c. Phân cấp một mạng điện thoại Mạng lưới nối từ tổng đài nội hạt (LE) đến thuê bao rất đa dạng về cấu tạo cũng như về phương thức tổ chức. Do mạng lưới này là đầu mối giúp cho người sử dụng truy nhập vào hệ thống mạng viễn thông nên được gọi là mạng truy nhập thuê bao. Nếu tính đến các phương tiện hỗ trợ và bảo vệ thì được gọi là công trình ngoại vi. Tuỳ theo điều kiện cụ thể mà người ta đưa ra các phương thức thích hợp như kết nối bằng vô tuyến cố định, bằng vô tuyến di động, bằng cáp đồng hay bằng cáp quang. 4. Định tuyến trong mạng. Định tuyến là công việc chỉ ra đường kết nối giữa hai đường đầu cuối nguồn và đích trong một mạng thoại. 4.1. Sự cần thiết và điều kiện của định tuyến. Giữa các thuê bao hoặc giữa các tổng đài, có nhiều tuyến qua tổng đài transit. Định tuyến có nghĩa là lựa chọn các tuyến kinh tế nhất và logic nhất. Các điều kiện sau cung cấp cho việc định tuyến: Không rẽ hoặc vòng giữa hai tổng đài. Thủ tục lựa chọn và điều khiển phải đơn giản. Mạch phải được sử dụng hiệu quả. Không có thiết bị nào bị chiếm giữ không hiệu quả. Quản lí và thiết kế mạng phải đơn giản. 4.2. Các phương pháp định tuyến. Có nhiều phương pháp định tuyến, bao gồm cả định tuyến dự phòng, định tuyến cố định, và định tuyến tự do. 4.2.1. Định tuyến cố định. Định tuyến cố định có nghĩa là phương pháp chỉ có một tuyến cố định giữa tổng đài nhận và tổng đài gửi. Phương pháp này điều khiển đơn giản, và không có chức năng lưu trữ và định hướng, nó tồn tại trong các tổng đài kiểu cũ. Điều này có giới hạn trong lựa chọn tuyến. Hơn nữa, nó không linh hoạt khi có sự cố mạch. Vì vậy phương pháp này ít được sử dụng. 4.2.2. Định tuyến thay thế. Khi tất cả các mạch tuyến đầu tiên bận, tuyến thứ hai sẽ được lựa chọn. Nếu tuyến thứ hai bận, sẽ chọn tuyến thứ ba và quá trình tiếp tục như vậy. Quá trình tiếp tục khi bản thân nó tìm được tuyến rỗi, hoặc là không có tuyến nào rỗi và huỷ bỏ cuộc gọi. Phương pháp này hiệu quả để nâng cao tính khả dụng của mạch. Tuy nhiên tổng đài phải có chức năng lưu và định hướng. Phương pháp này được áp dụng cho tổng đài điện tử SPC. Tuyến thứ 4 Tuyến thứ 1 Tuyến thứ 2 Tuyến thứ 3 Hình 1.4.d. Khái niệm định tuyến thay thế. Hình 1.4.e. Tuyến đến tổng đài xa nhất bắt nguồn từ tổng đài xuất phát gần nhất được lựa chọn đầu tiên ( tuyến qua ít tổng đài chuyển tiếp nhiều nhất ). Nếu tuyến này bận, tuyến thứ hai xa nhất sẽ được lựa chọn. Phương pháp này gọi là “đảo từ xa tới gần” hoặc “đảo hình quạt”, nó được sử dụng ở nhiều nước. Kênh cơ bản Kênh trực tuyến A A1 A2 B B1 B2 B3 Hình 1.4.e. Khái niệm “đảo từ xa - gần” 4.2.3. Định tuyến động. Trong phương pháp này, các lựa chọn tuyến là cố định. Tuy nhiên, hoạt động thực của nó còn tuỳ thuộc vào tắc nghẽn và lưu lượng giờ bận tính từ điểm tới điểm . Trong các tổng đài đang dùng hiện nay, định tuyến động được thực hiện tự động. Phương pháp này cho phép sử dụng cấu hình mạng kinh tế và cải thiện dung lượng tính theo lưu lượng của mạch. Tuy nhiên phương pháp này còn đang được thử nghiệm ở nhiều nước. Để có thể tận dụng được các ưu điểm của phương pháp, cần thiết xem xét: Phương pháp tính toán mạch mà nó có thể phù hợp với định tuyến động. Thông tin lưu lượng phát và nhận của mạch như thế nào, mạch sử dụng báo hiệu kênh chung. Thuật toán định tuyến của cuộc gọi. Định tuyến động thường được chia thành hai kiểu như sau: ² Định tuyến chuyển mạch theo thời gian. Trong kiểu định tuyến này, các thay đổi định tuyến thay thế luôn phù hợp với điều kiện lưu lượng trong mỗi một chu kỳ thời gian (tức là ngày / đêm, ngày trong tuần, các dịp đặc biệt) Ban ngày D A E B Ban đêm A D E B Ngày Đêm Ngày Đêm Lưu lượng Thời gian Lưu lượng quá tải Hình 1.4.f. Định tuyến chuyển mạch thời gian ² Định tuyến thời gian thực. Phương pháp này lựa chọn các tuyến thay thế phù hợp với điều kiện lưu lượng tại thời điểm có ích cho mỗi cuộc gọi. Do vậy, phương pháp này cho phép điều chỉnh cụ thể, và thậm chí cải thiện hơn nữa tốc độ khả dụng của mạch. Tuy nhiên, thuật toán rất phức tạp để xác định các tuyến thay thế. 5. Hệ thống đồng bộ mạng lưới. Khi một mạng số được xây dựng, tín hiệu số tạo ra các tần số (tần số đồng hồ) phải được thống nhất một cách chính xác để truyền và nhận thông tin giữa các tổng đài và thiết bị truyền dẫn. Mặt khác, sự khác nhau đó phải phát sinh giữa tốc độ truyền dẫn tín hiệu và tốc độ nhận tín hiệu tại mỗi trạm tạo ra thông tin sai lệch. Phương pháp để đồng nhất tần số đồng hồ trong một mạng được gọi là hệ thống đồng bộ mạng lưới. Hệ thống đồng bộ mạng lưới có thể được phân loại thành hệ thống cận đồng bộ (độc lập), hệ thống đồng bộ chủ - tớ, và hệ thống đồng bộ tương hỗ. 5.1. Hệ thống cận đồng bộ. Một bộ dao động được lắp đặt một cách độc lập tại mỗi trạm của mạng, từ đó tín hiệu đồng bộ cơ bản được cung cấp. Hệ thống cận đồng bộ này được sử dụng cho viễn thông quốc tế và được đặc trưng bởi: ã Ưu điểm - Linh hoạt trong mở rộng, điều chỉnh và loại bỏ mạng lưới. - Không cần một mạng phân phối đồng bộ. ã Nhược điểm - Một đồng hồ tin cậy cao (như đồng hồ nguyên tử) cần thiết cho mỗi trạm. - Cần thiết một cấu hình phức tạp của đồng hồ trên. - Chi phí cho đồng bộ mạng cao. 5.2. Hệ thống đồng bộ chủ - tớ. Một đồng hồ tin cậy cao được lắp đặt tại một trạm xác định (gọi là trạm chủ) trong mạng lưới. Ngoài ra, các tín hiệu đồng hồ tin cậy cao được phân phối từ trạm chủ đến các trạm khác (gọi là trạm tớ) thông qua mạng phân phối đồng hồ. Các tín hiệu đồng hồ này được tái tạo lại trong một thiết bị đồng bộ mạng được cài đặt trong trạm tớ để đồng nhất chúng với tần số trạm chủ trong mạng lưới. Hệ thống này được đặc trưng như sau: ã Ưu điểm - Không cần đồng hồ tin cậy cao cho mỗi trạm. ã Nhược điểm - Cần một mạng phân phối đồng hồ (một đường truyền dẫn chung có thể được sử dụng) - Lỗi và rối loạn đường truyền trong đường phân phối đồng hồ có ảnh hưởng đến các trạm tớ. 5.3. Hệ thống đồng bộ tương hỗ. Đồng hồ biến đổi được lắp đặt tại mỗi trạm trong mạng được điều khiển một cách tương hỗ bởi các tín hiệu đồng hồ của các trạm khác để tạo ra một đồng hồ thống nhất chung cho tất cả các trạm trong mạng lưới. Hệ thống này được đặc trưng bởi: ã Ưu điểm: - Không cần đồng hồ tin cậy cao trong mỗi trạm của mạng lưới. - Không đòi hỏi sự phân cấp giữa các trạm (không giống như đồng bộ chủ - tớ). ã Nhược điểm: - Khi đồng hồ của một trạm trong mạng lưới hỏng, nó ảnh hưởng đến toàn bộ mạng lưới. - Do đường phân phối đồng hồ được cấu tạo vòng. Điều này làm cho cách ly lỗi khó khăn. Chương II một số giải pháp tổ chức, kỹ thuật trong mạng Điện thoại công cộng Để đảm bảo cho một mạng thông tin hoạt động liên tục, ổn định, hiệu quả, và có khả năng mở rộng mạng trong tương lai. Thì các giải pháp kĩ thuật trong mạng là hết sức quan trọng, nó quyết định đến việc đảm bảo chất lượng thông tin và phát triển của mạng sau này. 1. Kế hoạch đánh số thuê bao 1.1. Các yêu cầu đánh số thuê bao. Kế hoạch đánh số được thiết lập phải logic và mềm dẻo. Các con số không chỉ được sử dụng như những điều kiện phân chia giới hạn cho các điểm nối điều khiển giữa các thuê bao và mạng lưới mà còn sử dụng cho việc tính cước các cuộc gọi. Do đó các yêu cầu khi đánh số là: - Kế hoạch đánh số không nên thay đổi trong một thời gian dài. Nó phải có khả năng đánh số hiệu quả để thích ứng với các nhu cầu tăng trưởng trong vòng 20 đến 50 năm tới hoặc lâu hơn, cũng như thích ứng với việc đánh số các dịch vụ mới. - Các số giống nhau nên được sử dụng khắp đất nước để gọi một thuê bao mà không cần quan tâm tới vị trí của thuê bao gọi. - Kế hoạch đánh số nên đơn giản, để các thuê bao dễ nhớ, dễ sử dụng. Độ dài của số nên được tối thiểu đến mức có thể, bởi vì nếu nó vượt quá độ dài của số tối đa mà đã được ITU-T đưa ra thì nó cản trở các cuộc gọi quốc tế. - Kế hoạch gắn số phải gắn với kế hoạch chuyển mạch, kế hoạch định tuyến, kế hoạch tính cước. 1.2. Kết cấu số. Tiền tố quốc tế Mã quốc gia Tiền tố trung kế Mã trung kế Mã tổng đài Số máy + + + + + Số quốc gia Số quốc tế Cùng với các khuyến nghị của ITU-T thì cũng cần phải lưu ý đến các vấn đề sau: - Số “0” nên được sử dụng như là tiền tố trung kế. - Số “00” nên được sử dụng như là tiền tố quốc tế. - Số chữ số cho một số quốc tế nên là 12 hoặc ít hơn (đối với mạng số đa dịch vụ ISDN nên là 15 hoặc ít hơn). - Mã vùng nên bao gồm 1, 2 hoặc 3 chữ số. 1.3. Kế hoạch đánh số. Nhìn chung, một kế hoạch đánh số được thiết lập theo cách sau: 1.3.1. Quyết định dung lượng đánh số. a. Chu kỳ của kế hoạch đánh số. Mỗi lần một kế hoạch đánh số được thiết lập, các thay đổi trong kế hoạch xảy ra sau đó thường gây ra nhiều khó khăn. Điều đó là không thể tránh khỏi, vì thế việc đưa ra số các chữ số và các thông số khác phải căn cứ vào việc dự báo nhu cầu điện thoại chính xác để tránh việc thiếu số. Do vậy, khi dự báo nhu cầu điện thoại phải lưu tâm tới sự phát triển trong tương lai. Trên thực tế việc dự báo nhu cầu dài hạn là rất khó khăn. Tuy nhiên kế hoạch đánh số nên triển khai bằng cách mỗi lần đem áp dụng vào thực tiễn thì đòi hỏi nó không được thay đổi trong vòng 50 năm. b. Số các chữ số và dung lượng số. Dung lượng số phụ thuộc vào việc có bao nhiêu chữ số được sử dụng cho việc đánh số. Dung lượng đánh số tượng trưng cho giới hạn cao hơn về tổng số thuê bao hoặc thiết bị đầu cuối mà có thể được cung cấp trong một vùng thích hợp. Ví dụ: Nếu 4 chữ số được sử dụng cho việc đánh số thì theo lý thuyết nó sẽ tạo thành 10.000 số có thể sử dụng được, lên xuống từ “0000” đến “9999”. Tuy nhiên không phải tất cả các số này đều được sử dụng cho việc đánh số, bởi vì có một giới hạn được qui định cho các tiền tố trung kế và quốc tế và các mã dịch vụ đặc biệt. c. Lựa chọn số các chữ số. Việc lựa chọn số các chữ số phải quan tâm tới nhu cầu đánh số mà bao gồm cả các mã dịch vụ đặc biệt cũng như khi các mã này được ấn định tới các thuê bao. Ví dụ, chẳng hạn ta giả sử nhu cầu đánh số trong tương lai là 9 triệu số, thì số các chữ số được lựa chọn theo cách sau: (a). Các điều kiện tiên quyết. - Chữ số “0” nên được sử dụng cho tiền tố trung kế. - Hệ thống đánh số ”1XY” nên được sử dụng cho các số dịch vụ đặc biệt. - Mã quốc gia nên sử dụng 3 chữ số. (b). Các giới hạn trong việc sử dụng số. - 9 chữ số lên xuống từ 1 đến 9 không bao gồm chữ số “0”được sử dụng cho chữ số đầu tiên của mã tổng đài. - Thực hiện phép trừ đi 3 chữ số đối với mã quốc gia từ tổng số 12 chữ số thì còn lại 9 chữ số. Như vậy chúng có thể sử dụng 9 chữ số cho mỗi quốc gia. Giả sử với 7 chữ số, thì khả năng đánh số được tính toán như sau: 98105=7.200.000 số Giả sử với 8 chữ số, thì khả năng đánh số sẽ là: 98106=72.000.000 số. Do vậy, để đáp ứng được nhu cầu đánh số là 9 triệu số thì nên sử dụng là 8 chữ số. Hơn nữa, cần phải quan tâm tới tổn thất khi phân tách trong dung lượng đánh số liên quan tới việc thiết lập một vùng đánh số. Ví dụ, giả sử một vùng dịch vụ nội hạt có nhu cầu là 8.000 số. Để minh hoạ khái niệm tổn thất phân tách, chúng ta hãy so sánh một vùng được phục vụ bởi một tổng đài điện thoại duy nhất với một vùng được phục vụ bởi hai tổng đài điện thoại khác nhau. Được chỉ ra ở hình 2.1  (b) Đánh số với hai tổng đài khác nhau Số: 2-XXXX Nhu cầu điện thoại:8000 Số: 5-XXXX Số: 6-XXXX Nhu cầu:5000 Nhu cầu:3000 (a) Đánh số với một tổng đài duy nhất Hình 2.1 Khái niệm tổn thất đánh số trong khả năng đánh số (a) Nếu là vùng được phục vụ bởi một tổng đài duy nhất. - Chữ số “2” sẽ được ấn định cho mã tổng đài. - Nếu số của một thuê bao gồm 4 chữ số thì khả năng đánh số là 10.000 số, do đó sẽ đáp ứng nhu cầu tương lai là 8000 số. Lấy 10.000 số của khả năng đánh số trừ đi 8000 số của nhu cầu tương lai thì còn lại 2000 số là dung lượng không dùng đến. (b) Nếu vùng được phục vụ bởi hai tổng đài điện thoại khác nhau. - Vùng dịch vụ nội hạt này được chia thành vùng A và vùng B. - Đối với vùng A, giả sử nhu cầu tương lai là 5000 số và chữ số “5” được ấn định cho mã tổng đài. - Đối với vùng B, giả sử nhu cầu tương lai giả định là 3000 số và chữ số “6” được ấn định cho mã tổng đài. - Số của thuê bao được qui định có 4 chữ số. Khả năng đánh số là 10.000 sẽ được ấn định cho mỗi vùng A và B. Như vậy tổng khả năng đánh số cần có là 20.000 số. Lấy 20.000 số này trừ đi 8000 số của nhu cầu tương lai thì còn lại là 12.000 số là dung lượng không dùng đến. Dung lượng không dùng đến là quá cao trong trường hợp (b) cho vùng đánh số là không thích đáng. Ví dụ trên minh hoạ cho khả năng mà các mã trung kế hoặc các mã tổng đài có thể thiếu nếu không lựa chọn số lượng chữ số hoàn chỉnh cho toàn bộ dung lượng đánh số. Hơn nữa, nếu có quá nhiều nhu cầu trong một vùng dịch vụ nội hạt thì cần phải có nhiều tổng đài để đáp ứng. Trong trường hợp này cần phải lưu ý tới tổn thất khi phân tách trong mã tổng đài. 1.3.2. Lựa chọn vùng đánh số. Qua ví dụ trên cho thấy các vùng đánh số nên được lựa chọn căn cứ vào nhu cầu tương lai, theo đó việc thiếu khả năng đánh số sẽ không xảy ra. Nếu khả năng đánh số thiếu thì các số này có thể được sử dụng từ các vùng số khác. Tuy nhiên trong trường hợp này thì không dễ dàng và thuận tiện cho các thuê bao thực hiện cuộc gọi. Theo quan điểm của các nhà khai thác thì việc đánh số trong trường hợp này là không nên bởi vì nó đòi hỏi tổng đài phải thực hiện các bước quá phức tạp trong việc duy trì và chuyển đổi các số. Để lựa chọn các vùng đánh số đúng đắn thì cần phải đảm bảo tính nhất quán đối với khả năng đánh số, giữa các vùng dịch vụ nội hạt và các vùng tính cước. Nếu không đảm bảo tính nhất quán sẽ dẫn tới các vấn đề sau: - Các mức giá khác nhau được áp dụng cho các vùng có cùng mã trung kế, là như vậy thì những người sử dụng không thể hiểu nổi hệ thống tính cước. - Khi các vùng cung cấp của trung tâm cơ sơ giống hệt các vùng tính cước thì tổng đài có thể tạo ra một chỉ số tính cước bằng cách nhận dạng mã trung kế. Nếu có bất kì sự không nhất quán nào giữa các vùng dịch vụ nội hạt và vùng tính cước thì tổng đài phải nhận dạng mã tổng đài từ đó mới nhận dạng vùng tính cước. Điều này dẫn tới sự phức tạp trong hoạt động của tổng đài. Các vùng đánh số nên được lựa chọn cho toàn bộ khả năng đánh số theo đúng hệ thống phân vùng . 1.3.3. Lựa chọn kết cấu số. a. Hệ thống đánh số đóng và mở. Hệ thống đánh số đóng: Quy định trong một khu vực các thuê bao được đánh số bằng số các chữ số giống nhau. Hệ thống đánh số mở: ở các khu vực khác nhau có thể sử dụng các mã tổng đài, hoặc các mã trung kế khác nhau. Nên số các chữ số có thể không giống nhau, tùy theo từng kiểu mạng. b. Lựa chọn kết cấu số cơ sở. Đối với kết cấu số quốc gia, chữ số “0” nên được sử dụng như là tiền tố kế theo khuyến nghị trung của ITU-T. Một mã trung kế được dự._. kiến để nhận dạng một vùng đánh số đóng. Số các chữ số cho mã trung kế nên được lựa chọn căn cứ vào số vùng đánh số đóng của quốc gia. Các mã tổng đài được đặt cho các tổng đài nội hạt. Số các chữ số cho mã tổng đài được lựa chọn căn cứ vào số tổng đài nội hạt đã được lắp đặt trong vùng đánh số đóng và nhu cầu điện thoại. Các số của thuê bao được đưa ra cho các thuê bao và được cung cấp trong một tổng đài nội hạt. Đối với các số của thuê bao thì số các chữ số được lựa chọn cũng cần phải quan tâm đến nhu cầu điện thoại và tính đồng nhất độ dài số quốc gia. c. Ghép số. Ví dụ, khi một số nội hạt được thể hiện bởi 9 mã A,B,C,D,E,F,G,H,J thì chữ số “0” không được sử dụng thay cho A bởi vì chữ số “0” là tiền tố trung kế. Các số quốc gia nên được ghép từ mã A theo một cách thức có hệ thống để thích ứng với bất kì thay đổi nào trong tương lai nào của kế hoạch đánh số. Việc ghép số có hệ thống cũng sẽ làm thuận tiện quá trình hợp nhất các vùng đánh số đóng. Ví dụ được đưa ra ở hình 2.2 giả định rằng những vùng có “252” và “253” thay cho mã A,B,C mà biểu thị mã trung kế thì các số quốc gia được đưa ra như sau: 252-DE-FGHJ ; 253-de-fghj. Nếu hai vùng đánh số đóng khác nhau được sát nhập lại thành một vùng đánh số đóng có mã trung kế là “25” thì các số đánh được xem xét ở trên thay đổi như sau: Số của thuê bao Số của thuê bao 25-2DE-FGHJ 25-3de-fghj 252-DE-FGHJ 253- de-fghj ð ð 23 24 252 254 253 255 Hình 2.2 Ví dụ về đánh số 2. kế hoạch tính cước. 2.1. Giới thiệu. Đối với việc xác định phí thuê bao đối với các dịch vụ viễn thông, điều quan trọng là tạo ra một hệ thống tính cước cho mọi loại hình dịch vụ tạo ra các mức phí có hệ thống. Yêu cầu của hệ thống tính cước: - Hệ thống tính cước phải hợp lý và dễ hiểu với người sử dụng. - Hệ thống tính cước phải đơn giản, đơn giản hoá các thiết bị tính cước đồng thời làm cho người sử dụng dễ chấp nhận. - Hệ thống tính cước phải có liên hệ với kết cấu chi phí cuộc gọi. - Hệ thống tính cước cho phép sử dụng các hệ thống dịch vụ viễn thông có hiệu quả. - Hệ thống tính cước phải khuyến khích được các dịch vụ thuê bao, đặc biệt là các dịch vụ mới. Biểu giá được chia ra thành cước đàm thoại, cước lắp đặt thiết bị thuê bao, và cước thuê bao. 2.2. Hệ thống tính cước. 2.2.1. Phạm vi của cước đàm thoại và các phương pháp tính cước. a. Tính cước chỉ dựa vào số cuộc gọi. Phương pháp tính cước này không phụ thuộc vào thời gian gọi và có ưu điểm trong đó thiết bị tính cước và thiết bị ghi lại có thể thực hiện đơn giản hơn, nhưng có nhược điểm là khuyến khích các cuộc gọi có thời gian dài. b. Tính cước phụ thuộc vào thờfi gian gọi. Việc tính cước phụ thuộc vào thời gian gọi của mỗi cuộc gọi sẽ hạn chế được các cuộc gọi có thời gian dài. Phương pháp này khuyến khích các cuộc gọi ngắn làm hao phí tài nguyên chuyển mạch của mạng. c. Tính cước phụ thuộc vào thời gian gọi và khoảng cách. Mỗi cuộc gọi sẽ được tính cước theo thời gian và khoảng cách giữa hai thiết bị đầu cuối, giữa tổng đài đầu và tổng đài cuối, giữa hai vùng tính cước đầu và cuối. d. Tính cước phụ thuộc vào lượng thông tin. Trong thông tin dữ liệu, việc tính cước có thể thực hiện được trên lượng thông tin truyền. Chẳng hạn, lượng thông tin truyền được tính bởi sự mô tả dưới đây. Lượng thông tin (bits)= tốc độ truyền (bits/giây) Thời gian truyền (giây) Có phương pháp khác theo đó liên quan đến cước với khoảng thời gian của các cuộc gọi. Chẳng hạn, cước vào ban đêm, ngày nghỉ cuối tuần, những ngày nghỉ với mật độ lưu lượng thấp được tập hợp ở mức thấp. Đó là biện pháp hữu hiệu để tăng lưu lượng. Các phương pháp tính cước liên quan đến thời gian gọi, khoảng cách, và khoảng thời gian của các cuộc gọi yêu cầu nhiều thiết bị hơn tại tổng đài điện thoại. Tuy nhiên các tổng đài số SPC cho phép lựa chọn bất kỳ phương pháp nào một cách linh hoạt. 2.2.2. Tính cước đàm thoại trong mạng thoại công cộng. Trong hệ thống giá theo đo lường, tính cước thường được thực hiện theo thời gian gọi theo từng khoảng cách. Do đó, cước cuộc gọi theo phương pháp đo khoảng cách có thể được thực hiện bằng công thức sau: Cước cuộc gọi= (a Thời gian gọi)/ T giây a: Tỉ lệ cuộc gọi. T: Chu kì tính cước. Một trong hai phương pháp tính sau đây là ổn định nếu ‘a’ hoặc ‘T’ thay đổi theo khoảng cách. a. Tính cước theo chu kỳ cố định. Trong phương pháp này, đơn vị thời gian ‘T’ là cố định trước tại một giá trị nào đó, còn tỉ lệ cuộc gọi ‘a’ sẽ thay đổi theo khoảng cách. Đối với cách cuộc gọi khai thác bằng nhân công, phương pháp tính cước theo chu kì cố định được sử dụng rộng rãi bởi vì thiết bị tính cước đơn giản (gồm có đồng hồ) và dễ tính toán. Các phương pháp chia theo đơn vị thời gian chung là 3 phút cộng với 1 phút hệ thống (ở đây 3 phút đã cho trước như thời gian bắt đầu cuộc gọi và 1 phút khi vượt quá 3 phút) và 3 phút cộng với 3 phút hệ thống. Tại tổng đài không được điều khiển chương trình nhớ như tổng đài XB, tỷ lệ cuộc gọi ‘a’ được thay đổi do thay đổi số lượng xung đo được theo loại khoảng cách. Khi số loại khoảng cách tăng lên, thiết bị tính cước trở nên phức tạp hơn. b. Tính cước đo xung theo chu kỳ. Trong phương pháp này, tỷ lệ cuộc gọi ‘a’ cho trước cố định tại một giá trị và thời gian ‘T’ trong cuộc gọi mà có thể được thực hiện tại ‘a’, thay đổi theo khoảng cách. Trong trường hợp này, dù là số loại khoảng cách tăng lên, việc tính cước có thể được thực hiện bởi chỉ thay đổi chu kỳ của xung đo. Do đó, thiết bị tính cước không phức tạp, thậm chí ngay cả trong các tổng đài không phải là tổng đài SPC. 2.2.3. Vùng tính cước và vùng đánh số. Trong hệ thống giá theo đo lường, cước cuộc gọi phụ thuộc vào thời gian và khoảng cách gọi. Nếu khoảng cách được tính giữa các tổng đài, phương pháp tính này trở nên phức tạp khi số tổng đài tăng lên. Nói chung những khu vực tính cước được thiết lập bao gồm nhiều tổng đài, và khoảng cách liên lạc được tính bằng cách sử dụng vùng tính cước đầu và vùng tính cước cuối như các điểm cơ bản về khoảng cách tính cước. Do vậy, việc kết hợp những vùng được đánh số và những vùng được tính cước cần phải được tính tới, hoặc phương pháp tính cước theo chu kỳ cố định hoặc phương pháp đo xung thời gian được sử dụng. Điều này cũng là vùng tính cước có thể được nhận biết một cách dễ dàng khi quay số thuê bao. 2.3. Xác định kế hoạch tính cước. 2.3.1. Trình tự đối với việc chọn kế hoạch tính cước. Trình tự đối với việc chọn kế hoạch tính cước như sau: (1) Lựa chọn từ phương pháp tính cước theo chu kỳ cố định và phương pháp đo xung thời gian. (2) Lựa chọn từ hệ thống đo đồng hồ và hệ thống hoá đơn chi tiết. (3) Xác định làm thế nào để định rõ các vùng tính cước. Đối với việc lựa chọn ở (1) và (2), đặc điểm của từng phương pháp đã mô tả ở trên sẽ được xem xét. Đối với tổng đài SPC, bất kỳ phương pháp nào cũng có thể dễ dàng thực hiện. Thông tin chi tiết có thể được ghi lại trong thiết bị ghi đã cung cấp ở dạng tập trung khi hệ thống báo hiệu kênh chung đã được sử dụng. 2.3.2. Định rõ các vùng tính cước. Vùng tính cước là vùng có sự thừa nhận riêng đối với việc tính cước. Khi việc tính cước được thực hiện trên cơ sở về khoảng cách, vùng này trở thành cơ sở đối với việc tính khoảng cách. Vùng tính cước này thể hiện phạm vi mà ở đó cuộc gọi có thể được thực hiện tại mức cước nhỏ nhất. Những mục sau cần phải được xem xét khi các vùng tính cước được xác định. - Các vùng tính cước phải được định rõ khi xem xét các khu vực hành chính, khu vực xã hội và khu vực sinh sống. - Bởi vì mỗi vùng tính cước thường được biết bởi số lượng, điều này cần phải định rõ, vì vậy nó có thể được quan tâm với vùng dịch vụ và vùng đánh số. - Các vùng tính cước thực tế được định rõ vì vậy chúng có thể có mối liên quan tương ứng với các vùng dịch vụ và các vùng đánh số. Những mục sau phải được xem xét khi các điểm ban đầu của khoảng cách tính cước được định rõ như là cơ sở đo khoảng cách đối với việc tính cước. - Điểm ban đầu của khoảng cách tính cước được định rõ tại điểm trung tâm về những hoạt động chính trị và kinh tế tại mỗi vùng tính cước. - Điểm ban đầu về khoảng cách tính cước phải được xem xét tại điểm lắp đặt của trung tâm thứ cấp tại cấu hình mạng. Ví dụ 1: Trong trường hợp, phương pháp tính cước theo chu kỳ cố định được sử dụng, cuộc gọi 5 phút 30 giây được thực hiện từ vùng A đến vùng B và vùng C tương ứng. Trong trường hợp này, hãy tìm cước của mỗi cuộc gọi. Tỷ lệ cuộc gọi/ đơn vị thời gian được đưa ra trong bảng dưới. Khoảng cách Trong 3 phút đầu tiên Mỗi phút vượt quá 3 phút Trên 40 km 3000 Đồng 500 Đồng 41- 60 km 4500 Đồng 750 Đồng 61- 80 km 6000 Đồng 1000 Đồng Vùng A Vùng C Vùng B 20 Km 70 Km Lời giải: 0 6 phút 5 4 3 3000Đ 500Đ 500Đ 500Đ Tổng 4500Đ Từ vùng A đến vùng B: 0 6 phút 5 4 3 6000ĐDDD 1000Đ 1000Đ 1000Đ Tổng 9000Đ Từ vùng A đến vùng C Ví dụ 2: Khi nào phương pháp đo xung theo chu kỳ được sử dụng, cuộc gọi 3 phút được thực hiện từ vùng A đến vùng B và vùng C tương ứng. Trong trường hợp này, hãy tìm cước mỗi cuộc gọi. Thời gian mà cuộc gọi có thể được thực hiện tại tỷ lệ đơn vị được đưa ra trong bảng dưới: Vùng A Vùng C Vùng B 20 Km 70 Km Khoảng cách liên lạc Thời gian mà cuộc gọi có thể được thực hiện tại 500Đ Trên 40 km 30 giây 41- 60 km 20 giây 61- 80 km 15 giây Lời giải: Ta có: 3 phút = 180 giây Có thể thực hiện được cuộc gọi từ vùng A đến vùng B trong 30 giây tại 500Đ. Do đó, cước cuộc gọi trong 3 phút như sau: 500Đ = 500Đ 6 = 3000Đ Ta có thể thực hiện được cuộc gọi từ vùng A đến vùng C trong 15 giây tại đơn vị là 500Đ. Do đó, cước cuộc gọi trong 3 phút như sau: 500Đ = 500Đ 12 = 6000Đ Như vậy từ hai Ví dụ 1 và Ví dụ 2 ở trên, khi khoảng cách là 70 Km và thời gian gọi biến thiên từ 2 phút (120 giây) đến 3 phút (180 giây), cước cuộc gọi được tính theo phương pháp tính cước chu kỳ cố định và phương pháp đo xung theo chu kỳ có thể được so sánh như được đưa ra ở hình sau: Tính cước theo chu kỳ cố định Đo xung theo chu kỳ 200 100 150 120 150 180 210 240 270 300 Thời gian gọi (giây) Sự khác nhau về cước giữa phương pháp tính cước theo chu kỳ cố định và phương pháp đo xung theo thời gian. 3. Kế hoạch báo hiệu. Để kết nối một đầu cuối A tới một đầu cuối B trong mạng, cần thiết phải trao đổi các thông tin cần cho việc điều khiển kết nối giữa thiết bị đầu cuối và tổng đài, và giữa các tổng đài. Thông tin được trao đổi này được gọi là tín hiệu báo hiệu. Cách thức truyền đi và nhận tín hiệu báo hiệu gọi là báo hiệu. Sự báo hiệu đối với mạng lưới điện thoại có thể được phân loại thành báo hiệu đường dây thuê bao giữa đầu cuối và tổng đài, và báo hiệu giữa các tổng đài . Báo hiệu là một chức năng quan trọng đảm bảo sự kết nối giữa các tổng đài, đường truyền và thiết bị đầu cuối mạng lưới. Khi áp dụng một hệ thống báo hiệu, nó sẽ ảnh hưởng lớn và lâu dài tới chức năng mạng lưới. Vì vậy, báo hiệu phải có tính mềm dẻo sao cho dễ thích nghi với sự mở rộng mạng lưới trong tương lai. 150 3.1. Những yêu cầu đối với báo hiệu. Với sự phát triển của công nghệ chuyển mạch và truyền dẫn và sự thay đổi của các dịch vụ thông tin liên lạc, một vài báo hiệu đã được thay đổi. Báo hiệu được hy vọng phát triển hơn nữa cùng với sự tiến bộ của khoa học công nghệ. Tuy nhiên, những yêu cầu đối với báo hiệu thì không đổi : - Dung lượng thông tin đủ. - Trễ thời gian truyền tín hiệu nhỏ nhất. - Các tín hiệu báo hiệu ổn định và không lỗi. - Đường truyền tín hiệu được thiết kế một cách kinh tế. - Kết nối giữa các mạng trôi chảy thông qua việc tiêu chuẩn hoá tín hiệu. 3.2. Các dạng tín hiệu. Tín hiệu được phân thành các tín hiệu giám sát, tín hiệu địa chỉ ... Tín hiệu Tín hiệu giám sát Tín hiệu địa chỉ Trả lời Giải phóng hướng về Tín hiệu hướng đi Tín hiệu hướng về PB MF DB Chiếm giữ dụng Giải phóng hướng đi được thể hiện ở hình 2.3. Hình 2.3. Các dạng tín hiệu Bảng 2.1. Phân loại báo hiệu và hệ thống báo hiệu. Loại Báo hiệu đường thuê bao Báo hiệu liên đài Tín hiệu giám sát - Tín hiệu chiếm giữ - Tín hiệu xoá đường hướng thuận - Tín hiệu xoá đường hướng nghịch Tín hiệu đang chiếm giữ Tín hiệu trả lời Tín hiệu đang lặp lại Tín hiệu release - guar Tín hiệu clear - back Tín hiệu địa chỉ Tín hiệu DP, tín hiệu PB Tín hiệu DP, tín hiệu MF Tín hiệu âm nghe thấy Âm báo quay số, âm báo bận, chuông và âm thanh nghe được - Tín hiệu báo chuông Tín hiệu chuông - Tín hiệu đo lường Tín hiệu báo nhận tiền xu (đối với máy payphone) Tín hiệu đo xung Tổng đài chủ gọi Tổng đài kết nối Thuê bao bị gọi Thuê bao gọi (Nhấc máy) Chiếm giữ (off-hook) Mời quay số Đang quay số Tín hiệu đang chiếm giữ Tín hiệu đang truyền Đặt máy-Xoá Tín hiệu địa chỉ (Nhấc máy) Hồi chuông Đàm thoại Tín hiệu trả lời Tín hiệu trả lời Tín hiệu trả lời Hệ thống đường báo hiệu thuê bao Xoá (on-hook) Tín hiệu xoá thuận ( clear – forward) Tín hiệu báo sẵn sàng (release-guard) Xoá ngược Hệ thống đường báo hiệu thuê bao Hệ thống báo hiệu liên đài Hình 2.4. Các luồng tín hiệu cơ bản a. Báo hiệu giám sát. Các tín hiệu giám sát sẽ giúp chúng ta cho việc giám sát quá trình điều khiển chuyển mạch. Các tín hiệu này gồm các tín hiệu chiều đi và các tín hiệu chiều về, các tín hiệu ban đầu được truyền theo hướng của quá trình truyền mạch và các tín hiệu về sau sẽ được truyền theo hướng ngược lại. Tín hiệu chiếm giữ, tín hiệu giám sát, tín hiệu clear - forward tất cả đều thuộc loại này. Tín hiệu back- ward cũng được coi như là tín hiệu điều khiển dẫn đường. Tín hiệu trả lời, tín hiệu đang truyền, tín hiệu xoá ngược (clear – back) đều thuộc loại này. Phân loại và chức năng chính của các tín hiệu giám sát như sau: - Tín hiệu chiếm giữ: Báo cho tổng đài được chọn rằng một thuê bao (hoặc đầu cuối) đã bắt đầu cuộc gọi. - Tín hiệu đang chiếm giữ: Với tín hiệu này, tổng đài trước đó sẽ làm cho tổng đài sẵn sàng nhận tín hiệu địa chỉ (đối với luồng tín hiệu của một cuộc gọi, thì tổng đài trước đó sẽ cho tổng đài kế bên gọi hơn, tổng đài gần bên bị gọi là tổng đài gọi kế tiếp). - Tín hiệu clear - forward : Tín hiệu xoá hướng thuận thông báo tới tổng đài bên gọi nhấc máy. - Tín hiệu trả lời: Cho biết bên gọi đã được trả lời. - Tín hiệu Prossed - to - sent: Thông báo cho tổng đài trước đó bằng tổng đài kế tiếp nhận được tín hiệu địa chỉ. - Tín hiệu báo sẵn sàng ( release – guard): Tổng đài kế tiếp báo cho tổng đài trước đó rằng tất cả các thiết bị đã được phục hồi và bây giờ đã sẵn sàng nhận một tín hiệu giám sát của cuộc gọi khác. b. Tín hiệu địa chỉ. Các tín hiệu địa chỉ cho phép nhận biết ở đâu kết nối cuộc gọi ban đầu và cung cấp thông tin cần thiết cho một tổng đài để chọn tuyến và máy bị gọi. Do vậy, việc thiết lập của tín hiệu địa chỉ ảnh hưởng đến thời gian kết nối và độ tin cậy của tổng đài. Các loại chính và chức năng chính của tín hiệu địa chỉ là : (1). Tín hiệu xung DP (Xung quay số). Một tín hiệu DP truyền tải số được quay dưới dạng chập ngắt mạch vòng của đường một chiều. DP được sử dụng trong báo hiệu đường truyền thuê bao và báo hiệu liên đài. Một tín hiệu DP có 2 tốc độ tuyến là 10 và 20 xung trên một giây xem hình 2.5. Một tín hiệu DP có ưu điểm là chỉ cần một máy tạo xung và nhận xung tương đối đơn giản. DP có những nhược điểm là việc truyền và nhận tín hiệu mất thời gian dài. (2). Tín hiệu ấn phím số (push - button) PB. Như bảng 2.2, một tín hiệu PB sử dụng 3 tần số cao và 4 tần số thấp của dải tần thoại. Tín hiệu cho biết số đã quay bởi tổ hợp của một tần số của mỗi nhóm tần số cao và nhóm tần số thấp. Tín hiệu này được sử dụng trong báo hiệu đường thuê bao. Tín hiệu PB có ưu điểm là chỉ cần một thao tác ấn phím đơn giản và truyền tín hiệu trong thời gian ngắn. Tuy nhiên do tín hiệu được truyền thông qua kênh thoại nên cần có vài cách ngăn chặn việc sử dụng sai các chức năng thoại. Quay số “3” Thời gian giữa hai số (TP) Quay số “2” Đóng mạch Hình 2.5 Tín hiệu DP Td Tp 10pps 1/10 s 600 ms ~ 2s 20pps 1/20 s 450 ms ~ 2 s Bảng 2.2 Tín hiệu PB Tần số Nhóm tần số cao (Hz) 1209 1336 1477 Nhóm tần số thấp (Hz) 679 1 2 3 770 4 5 6 852 7 8 9 941 * 0 # (3). Tín hiệu đa tần (MF). Tín hiệu MF sử dụng 6 tần số của băng thoại và truyền số được quay bằng tổ hợp 2 của 6 tần số, như bảng 2.3. Tín hiệu này được sử dụng trong báo hiệu liên đài. Đặc tính của tín hiệu MF là tốc độ truyền cao 7.5 đến 10 ký tự số trong 1 giây. Mã KP và mã ST trong bảng được sử dụng để điều khiển trong việc truyền thông tin con số. Bảng 2.3 . Tín hiệu MF Mã 0 Tần số (Hz) 700 900 1100 1300 1500 1700 Thông tin số 1 o o 2 o o 3 o o 4 o o 5 o o 6 o o 7 o o 8 o o 9 o o 0 o o KP o o ST o o 3.3. Hệ thống truyền tín hiệu liên đài. Nhìn chung, một cuộc kết nối từ bên chủ tới bên bị gọi thông qua một số tổng đài. Do đó, cần phải chuyển tín hiệu địa chỉ tới tổng đài chuyển tiếp để thực hiện kết nối. Tín hiệu địa chỉ được truyền theo 2 kiểu khác nhau giống như hình 2.6 kiểu báo hiệu từng chặng Link by Link (LxL) và báo hiệu kiểu xuyên suốt End to End (E- E). Trong kiểu LxL, tín hiệu đường truyền liên tục từng chặng giữa các chặng đường liên tiếp. Trong kiểu E-E, tín hiệu truyền xuyên suốt từ chuyển mạch phát tới tổng đài chuyển tiếp, và tới mạch thu (đầu cuối). Đặc điểm của 2 kiểu mạch truyền tín hiệu được thể hiện trong hình 2.6. Tổng đài chủ gọi Tổng đài chuyển tiếp Tổng đài kết cuối Bộ gọi Bộ ghi/phát Ghi/phát Bộ ghi “ABC – XXXX” Bộ bị gọi “ABC – XXXX” “C – XXXX” “ABC – XXX” (a) Kiểu Link by link Bộ gọi “AB” Tổng đài chủ gọi Tổng đài chuyển tiếp Tổng đài kết cuối Bộ bị gọi “C-XXXX” Bộ ghi/phát Ghi/phát Bộ ghi (b) Kiểu End to End Hình 2.6. Kiểu chuyển đổi báo hiệu liên đài Bảng 2.4. Đặc điểm báo hiệu kiểu LxL và báo hiệu kiểu E-E Kiểu LxL Kiểu E-E - Tính mền dẻo để thích nghi với thay đổi của hệ thống báo hiệu. Chỉ cần thay đổi đối với những tổng đài bị ảnh hưởng. Phải thay đổi trên toàn mạng lưới. - Thời gian cần thiết để hoàn thành kết nối. Do việc lưu thông tin các con số và các thao tác truyền dẫn được lặp lại các tổng đài chuyển tiếp nên khi có một số lượng lớn giữa các tổng đài chủ gọi và kết cuối thì cần thời gian chờ lâu hơn. Nhìn chung, chỉ cần ít thời gian hơn kiểu LxL do việc lưu trữ dữ liệu và thao tác truyền dẫn không diễn ra tại các tổng đài chuyển tiếp. - Bộ phát của tổng đài. Do chỉ cần truyền một tín hiệu địa chỉ tới tổng đài kế tiếp nên bộ phát có cấu trúc đơn giản và thời gian chờ nhanh hơn. Bởi vì tín hiệu địa chỉ được truyền từ tổng đài chủ gọi trên cơ sở tập trung, bộ phát có cấu trúc phức tạp nên thời gian chờ lâu hơn. - Bộ ghi/ bộ phát của tổng đài kế tiếp. Cần cả hai chức năng ghi và phát. Không cần chức năng bộ phát. - Tính linh hoạt trong đinh tuyến. Định tuyến thay thế có thể cần trong tổng đài chuyển tiếp cơ sở. Định tuyến có thể có hiệu lực lại đối với tổng đài chủ gọi. 3.4. Hệ thống báo hiệu kênh kết hợp. Hệ thống báo hiệu kênh kết hợp được định nghĩa là một hệ thống mà các tín hiệu được truyền và nhận trên cùng một kênh thoại như hình 2.7. Do đó, hệ thống chỉ cần một kênh thoại riêng biệt có chức năng báo hiệu. Hệ thống này sử dụng các tín hiệu giám sát để truyền tín hiệu và được mô tả như sau: (1). Hệ thống báo hiệu dòng một chiều (DC). Một hệ thống báo hiệu DC được gắn các mạch điện thoại và không áp dụng hệ thống ghép kênh theo tần số hoặc theo thời gian. Hệ thống này, truyền các tín hiệu giám sát bằng cách bật tắt dòng một chiều hoặc bằng cách đảo cực. Các kênh thoại kết hợp với kênh báo hiệu Tổng đài Tổng đài Thiết bị báo hiệu Hình 2.7. Hệ thống báo hiệu kênh kết hợp (2) Hệ thống báo hiệu ngoài băng tần. Một hệ thống báo hiệu ngoài băng tần được áp dụng đối với đường ghép kênh theo tần số và các kênh truyền dẫn vô tuyến. Hệ thống này truyền tín hiệu giám sát bằng cách chuyển mạch trong và ngoài tần số băng tần, ví dụ 3850 Hz. (3) Hệ thống báo hiệu PCM. Hệ thống báo hiệu PCM được áp dụng cho từng phần ở những nơi sử dụng hệ thống ghép kênh theo thời gian. Hệ thống truyền tín hiệu giám sát bằng bít "0" hoặc "1" của một khe thời gian cụ thể phân bổ cho các kênh thoại. Trong báo hiệu kênh kết hợp, các tín hiệu địa chỉ truyền dưới dạng tín hiệu DP hoặc tín hiệu MF. Sự phát triển của hệ thống báo hiệu liên đài có liên quan chặt chẽ đến hệ thống chuyển mạch. Lịch sử của hệ thống chuyển mạch bắt đầu từng bước ( Step - by - Step) mà trong đó một tổng đài được định tuyến trực tiếp bằng cách quay tổ hợp thuê bao. Trong trường hợp này, hệ thống báo hiệu liên đài cũng sử dụng hệ thống thông báo hiệu xung quay số trực tiếp chuyển mạch, bật hoặc tắt dòng chuyển bằng cách quay số của thuê bao. Hệ số báo hiệu MF được sử dụng trong hệ thống chuyển mạch ngang/dọc để kết hợp hệ thống điều khiển chung. Trong hệ thống này, thiết bị dẫn thoại được tách độc lập từ thiết bị báo hiệu trong một tổng đài nhưng tín hiệu báo hiệu vẫn bị báo chồng lấn lên các mạch thoại giữa các tổng đài. Mặt khác, tín hiệu chiếm giữ, các tín hiệu thông tuyến đi và các tín hiệu khác được truyền bằng cách hiển thị các bít báo hiệu "0"/"1" của hệ thống truyền dẫn số. Các tín hiệu địa chỉ được truyền bằng các tín hiệu MF, kết hợp 2 tần số trong dải tần thoại. Hơn nữa, có một số lượng lớn các hệ thống báo hiệu đang được sử dụng kết hợp với hệ thống chuyển mạch. 3.5. Hệ thống báo hiệu kênh chung. Trong hệ thống báo hiệu kênh chung, các kênh độc lập với những kênh thoại được dùng để truyền tín hiệu như hình 2.8. Các kênh báo hiệu này được sử dụng trong tổng đài có số kênh thoại lớn. Tổng đài SEE Các kênh thoại Tổng đài SEE Kênh báo hiệu Thiết bị báo hiệu Thiết bị báo hiệu Hình 2.8. Hệ thống báo hiệu kênh chung 3.5.1 Đặc điểm của báo hiệu kênh chung. So với hệ thống báo hiệu thông thường thì hệ thống báo hiệu kênh chung có những đặc điểm sau: (1) Tốc độ truyền tín hiệu cao. Hệ thống này truyền thông tin quay số với tín hiệu với tốc độ truyền cao, tốc độ cao hơn tốc độ của hệ thống báo hiệu kênh kết hợp. Sở dĩ có tốc độ cao là vì chúng sử dụng những tuyến truyền tín hiệu số liệu 4.8 Kb/s để nhận và truyền tín hiệu. (2) Truyền báo hiệu trong thời gian đàm thoại. Báo hiệu có thể được truyền trên cả hai hướng đi và ngay cả khi cuộc đàm thoại đang diễn ra. Điều này có thể thực hiện được vì các kênh thoại độc lập với kênh báo hiệu. (3) Tín hiệu báo hiệu đa dạng và dung lượng báo hiệu lớn. Trong hệ thống báo hiệu kênh kết hợp, các tín hiệu khác nhau như tín hiệu tắc nghẽn, tín hiệu trả lời, tín hiệu thông tuyến ...đều phụ thuộc vào sự kết hợp việc bật tắt và trạng thái các cuộc gọi, nhờ đó ngăn chặn được sự gián đoạn của các tín hiệu. Mặt khác, trong hệ thống báo hiệu kênh chung, số lượng các tín hiệu rất đa dạng và dung lượng báo hiệu lớn, không chỉ do các tín hiệu được hiển thị thông qua mã nhị phân, mà còn do những tín hiệu đó có thể được truyền đi với tốc độ cao như đề cập đến ở phần trên (phần (1). (4) Hoạt động kênh thoại 2 chiều. Trong hệ thống báo hiệu kênh truyền kết hợp, trên quan điểm hiệu quả kinh tế của các thiết bị báo hiệu chỉ cho phép khai thác kênh thoại theo một cách duy nhất với đường trung kế đến và 1 đường trung kế đi cả 2 đầu. Nhưng trong báo hiệu kênh chung, kênh thoại có thể được sử dụng theo cả 2 đường bởi vì chúng không có khả năng báo hiệu. Vì vậy, hiệu quả sử dụng kênh được nâng lên. 3.5.2. Cấu hình hệ thống báo hiệu kênh chung. Trong hệ thống báo hiệu kênh chung, về phương diện vật lý, các kênh thoại được tách biệt với các kênh báo hiệu. Kết quả là kênh thoại và kênh báo hiệu không cần thiết phải tuân thủ theo cùng định tuyến. Vì vậy, trong mạng báo hiệu kênh chung có phương thức kết hợp và phương thức không kết hợp. (1) Mạng báo hiệu kiểu kết hợp. Vận hành theo phương thức kết hợp, kênh báo hiệu được kết hợp với kênh thoại. Điều này cho phép điều khiển kết hợp được các kênh thoại và các tín hiệu của kênh báo hiệu. (2) Mạng báo hiệu kiểu không kết hợp. Vận hành theo phương thức phi kết hợp, kênh báo hiệu độc lập với kênh thoại, các tín hiệu được chuyển tới tổng đài đầu cuối trên kênh riêng so với kênh thoại. Điều này đòi hỏi sự điều khiển khá phức tạp để kết hợp các tín hiệu với các kênh điện thoại. Tuy nhiên, trong phương thức này không cần phải thiết lập đường báo hiệu cho các kênh liên đài. Điều này làm cho các kênh báo hiệu trở nên tinh tế hơn. Phương thức không kết hợp Phương thức kết hợp Tổng đài Kênh thoại Chú thích : Kênh báo hiệu Hình 2.9 Báo hiệu kiểu kết hợp và không kết hợp 3.5.3. Minh hoạ về mạng báo hiệu kênh chung. NTT đang trong giai đoạn phát triển các mạng báo hiệu các kênh chung trong mạng điện thoại của mình để phù hợp với hệ thống báo hiệu số 7 của ITU. Hình 2.10 cho thấy mạng báo hiệu này có cấu hình theo phương thức không kết hợp nhằm làm cho việc sử dụng các kênh báo hiệu quả hơn. Mạng lưới được sắp xếp giữa các điểm chuyển tín hiệu và mạng sao cho tạo thành các điểm chuyển tín hiệu để thực hiện việc định tuyến thay thế. Mỗi mặt phẳng A và B chiếm 50% lưu lượng báo hiệu trong điều khiển hoạt động bình thường. Trong trường hợp có lỗi ở các điểm truyền tín hiệu hoặc các đường truyền tín hiệu trên mỗi mặt phẳng nào đó thì toàn bộ lưu lượng báo hiệu sẽ được lưu thông trên mặt phẳng kia. Các tổng đài cũng có các tín hiệu báo hiệu riêng. Theo đó, nếu lỗi xuất hiện trong các thiết bị như vậy trên mặt phẳng nào đó thì các tín hiệu có thể được truyền bằng việc tự động nhận một tuyến thay thế mặt phẳng kia. Mặt phẳng báo hiệu A Mặt phẳng báo hiệu B Hình 2.10. Sơ đồ mạng báo hiệu kênh chung của NTT Chú thích: Trạm truyền tín hiệu Tổng đài Kênh báo hiệu: Kênh thông tin Kênh báo hiệu xen kẽ giữa 2 mặt phẳng 3.6. Lựa chọn hệ thống báo hiệu. 3.6.1. Quy trình lựa chọn. Trong quá trình lựa chọn hệ thống báo hiệu, không chỉ cần xem xét các yêu cầu đối với hệ thống báo hiệu mà còn phải xem xét đến cấu trúc và quy mô của mạng viễn thông. Tốt nhất là tín hiệu nên được tiêu chuẩn hoá trên toàn bộ mạng lưới và phải phù hợp với hệ tiêu chuẩn trong khuyến nghị của ITU - T; Đó là hệ thống báo hiệu kênh chung số 7. Tuy nhiên, trong thực tế việc tồn tại những hệ thống như hệ thống báo hiệu MF có giao diện với những hệ thống báo hiệu hiện hành khác vẫn còn cần thiết. Hệ thống báo hiệu có mối liên quan chặt chẽ với tổng đài, sự phát triển của hệ thống báo hiệu luôn theo sau sự phát triển của tổng đài. Đó là nguyên nhân vì sao lựa chọn hệt thống báo hiệu tác động đến việc lựa chọn tổng đài. Điều này đòi hỏi sự đánh giá phải được lựa chọn trên cơ sở lâu dài. Một ví dụ về quy trình lựa chọn hệ thống báo hiệu được đưa ra trong hình 2.11 Xem xét hệ thống báo hiệu kênh chung trong mối quan hệ với các dịch vụ được cung cấp Sự cần thiết của hệ thống báo hiệu kênh chung trong việc đánh giá các dịch vụ cung cấp So sánh tính kinh tế với kênh của hệ thống báo hiệu Hệ thống báo hiệu kênh kết hợp Hệ thống báo hiệu kênh chung Hình 2.11. Quá trình lựa chọn hệ thống báo hiệu - Các yêu cầu về hệ thống báo hiệu bao gồm: + Lưu lượng thông tin. + Tốc độ đường truyền. + Hiệu quả kinh tế. + Tiêu chuẩn hoá. + Độ tin cậy. - Một vấn đề cần thiết trong hệ thống báo hiệu kênh chung cần phải xem xét trong mối quan hệ với các dịch vụ cung cấp. Để thực hiện các dịch vụ điện thoại tế bào, thì việc áp dụng hệ thống này hoàn toàn đúng đắn. - Không đòi hỏi cụ thể nào đối với hệ thống báo hiệu kênh chung cho các dịch vụ điện thoại đang cung cấp. Tuy nhiên, trong trường hợp này, sự lựa chọn hệ thống báo hiệu nên dựa trên sự so sánh hiệu quả kinh tế có tính đến các xu hướng phát triển công nghệ trong tương lai. 3.6.2. Lựa chọn hệ thống báo hiệu. (1) Hệ thống báo hiệu kênh chung và các dịch vụ cung cấp. Hệ thống báo hiệu kênh kết hợp thông thường có thể truyền tải các yêu cấu cần báo hiệu cho các dịch vụ điện thoại thường. Nhưng khi xét đến khả năng ứng dụng các dịch vụ mới thì hệ thống báo hiệu kênh chung có thể coi là một giải pháp kinh tế hơn. Theo cách này thì dịch vụ điện thoại di động đã được cung cấp. Sau đó cần truyền các tín hiệu tới tổng đài trong khi đàm thoại để định vị được phương tiện thiết bị lắp đặt điện thoại di động. Việc chuyển tín hiệu báo hiệu trong khi đàm thoại là một trong những đặc điểm của hệ thống báo hiệu kênh chung. (2) So sánh với hiệu quả kinh tế của hệ thống báo hiệu. Việc so sánh về hiệu quả kinh tế của hệ thống báo hiệu nên xét đến các thiết bị và tiện ích sau: (a) Hệ thống báo hiệu kênh chung: thiết bị báo hiệu, đường báo hiệu. (b) Hệ thống thông báo kênh kết hợp: trung kế, bộ ghi, bộ phát. Hình 2.12 Cho thấy xu hướng về chi phí cho hệ thống kênh chung và kênh kết hợp, với số lượng các kênh liên đài là tham số. Theo xu hướng chung, đối với hệ thống báo hiệu kênh kết hợp, chi phí tăng hầu hết tỷ lệ với số lượng các kênh. Đối với hệ thống báo hiệu các kênh chung, chi phí không thay đổi trừ khi các đường báo hiệu được lắp đặt thêm. Chi phí Kênh báo hiệu kết hợp Báo hiệu kênh chung Phần mở rộng các đường liên kết báo hiệu Số lượng kênh Hình 2.12. Xu hướng chi phí của hệ thống báo hiệu. 4. Chất lượng thông tin. 4.1. Giới thiệu. Người sử dụng viễn thông quan tâm đến những điểm sau của dịch vụ: - Khả năng có và khả năng vận hành dịch vụ. - Cấp dịch vụ. - Chi phí và các điều kiện. Các điểm này chỉ rõ cách thức (chức năng), mục tiêu đạt được (chất lượng), và điều kiện cần thiết (hệ thống) của dịch vụ được cung cấp. Mục tiêu đạt được hay chất lượng được xác định có xem xét đến sự cân đối giữa mức thoả mãn của người sử dụng với dịch vụ và chi phí cần thiết cho thiết bị để cung cấp dịch vụ. 4.1.1. Khái niệm về chất lượng thông tin. Bảng 2.5 Cho thấy khái niệm về dịch vụ chỉ ra các cấp dịch vụ chung cho tất cả các dịch vụ viễn thông khác nhau. Tuỳ theo các đặc tính của các nhân tố ảnh hưởng truyền dẫn, chất lượng thông tin phân thành ba loại: chất lượng chuyển mạch, chất lượng truyền dẫn, và chất lượng ổn định. Khái niệm chất lượng Các đặc tính được đặc trưng Chuyển mạch Thời gian và tỷ lệ kết nối Truyền dẫn Độ chính xác của thông tin truyền dẫn Độ ổn định Độ ổn định của các dịch vụ ._.lớn sẽ không xuất hiện thậm chí nếu k được coi như là một hằng số cho đến khi đường cầu tiến đến gần k. Giá trị k là khác nhau không chỉ với các quốc gia và các vùng mà còn khác nhau tuỳ theo trình độ kinh tế và các điều kiện dân cư. Nó thường được xác định dựa trên các yếu tố kinh tế, yếu tố chính trị. Tham khảo số liệu của các quốc gia khác, tuỳ theo kế hoạch dự báo dài hạn, trung hạn hay ngắn hạn mà lựa chọn phương pháp cho phù hợp. Phương pháp hồi quy. (a) Khái niệm về phương pháp hồi quy: Trong mô hình hồi quy, mối quan hệ của nguyên nhân và kết quả giữa nhu cầu và các yếu tố quyết định nó được mô hình hoá để dự báo. Đầu tiên các yếu tố được tìm kiếm bao gồm mối liên quan phụ thuộc lẫn nhau hoặc mối liên quan giữa nguyên nhân và kết quả trong quá khứ. Nhìn chung, các yếu tố kinh tế và các yếu tố xã hội đều liên quan đến nhu cầu. (b) Xác định sự tương quan: Khi xác định sử dụng công thức hồi quy, chúng ta cần xem xét sự tương quan để có thể sử dụng công thức một cách hợp lý. Nó được phân chia thành, tương quan dương, tương quan âm và không tương quan. Khi dữ liệu thay đổi thì nó vẫn có sự tương quan giữa chúng, nếu mối liên hệ đó là nhỏ thì cường độ của nó sẽ biểu hiện bởi hệ số tương quan ‘r’. Hệ số ‘r’ có thể được mô tả trong công thức sau: r = Hệ số tương quan nằm trong khoảng -. Khi giá trị tuyệt đối của ‘r’ tiến đến 1, tương quan sẽ lớn hơn. ‘r’=1 gọi là tương quan hoàn chỉnh và ‘r’ = 0 gọi là không tương quan. Thông thường, khi ‘r’> 0,7 độ tương quan chiếm khoảng 50% hoặc hơn. Nếu độ tương quan thấp hơn giá trị này. (c) Các loại công thức hồi quy: Hồi quy tuyến tính và hồi quy đàn hồi được coi như phân tích hồi quy cơ bản. Khi có một hệ số, người ta gọi là hồi quy đơn. Khi có nhiều hệ số người ta gọi là hồi quy bội. * Hồi quy tuyến tính : Công thức này được miêu tả bằng đường tuyến tính với các biến mục tiêu (như nhu cầu) và các biến giải thích như sau. Y = a0+a1x1+a2x2+......+anxn Trong đó: (a0,a1,a2,.......,an) là hằng số. * Hồi quy đàn hồi: Công thức này dựa trên sự tương quan không tuyến tính giữa y và xi ,được miêu tả như sau: Y = . Trong đó: ( : giá trị đàn hồi) 2. dự báo lưu lượng Dự báo lưu lượng là ước tính tổng số lưu lượng tại một thời điểm nhất định, với quy định rằng nhu cầu thuê bao (điện thoại) đã được dự báo. Kết quả của dự báo lưu lượng là để lập kế hoạch quản lý và nghiên cứu lý thuyết tối ưu mạng làm cho lưu lượng có chi phí thấp. Kết quả dự báo lưu lượng chính xác đảm bảo cho xác định kích cỡ mạng và tối ưu hoá mạng thoại. Có nghĩa là tìm ra được một cấu trúc mạng đảm bảo yếu tố kinh tế và đồng thời dung lượng đường truyền đảm bảo tốt nhất. 2.1. Giới thiệu. Dự báo lưu lượng ước tính tổng số lưu lượng tại một thời điểm nhất định, với dự định nhu cầu điện thoại đã được dự báo. Kết quả của dự báo lưu lượng được sử dụng để thiết lập kế hoạch quản lí và nghiên cứu lý thuyết về mạng tối ưu cho lưu lượng có chi phí thấp nhất. Dự báo lưu lượng cũng được sử dụng để tính số lượng thiết bị (Ví dụ mạch trung kế và thiết bị thông dụng cho thiết bị trạm). Để tính số lượng thiết bị, cần có số lượng lưu lượng chi tiết mỗi mạch và mỗi trạm. Trong chương này sẽ giới thiệu các khái niệm cơ bản và phương pháp dự báo lưu lượng cho kế hoạch thiết bị. 2.2. Lưu lượng cơ bản và lưu lượng tham khảo. (1) Lưu lượng cơ bản. Năm có số liệu lưu lượng lớn nhất gọi là năm có số lượng tham khảo. Lưu lượng cơ bản gọi là tỷ lệ tăng lưu lượng ở năm đấy làm dự báo mẫu. Thông thường, lưu lượng trung bình tăng hàng năm của năm tham khảo được sử dụng như lưu lượng cơ bản. Tỷ lệ lưu lượng của năm dự báo so với năm cơ bản gọi là tỷ lệ tăng lưu lượng. Trong dự báo lưu lượng được tính toán đầu tiên, sau đó lưu lượng của năm dự báo thu được bằng cách nhân lưu lượng với tỷ lệ tăng này. (2) Lưu lượng tham khảo. Lưu lượng tham khảo là trung bình của 30 ngày cao nhất trong một năm dựa vào lưu lượng của giờ bận trung bình (hình 3.6). Lưu lượng tham khảo được sử dụng để tính toán khả năng thiết bị yêu cầu và đánh giá chất lượng phục vụ. Giờ bận trung bình (MBH) là thời kỳ liên tục của một giờ (60 phút) trong ngày là lưu lượng cao nhất trong nhiều ngày nhất của năm. ITU - T xác định " tải bình thường" và "tải cao" là số liệu cơ bản trong phần khuyến nghị của mình (E5000). Tải bình thường được định nghĩa là khoảng cách giữa của 30 ngày cao nhất trong 12 tháng và tái tạo là khoảng giữa 5 ngày cao nhất. Nếu như không thể thu thập được số liệu lưu lượng hàng ngày, lưu lượng tham khảo sẽ được ước tính theo thống kê. Sự xuất Lưu lượng tham khảo hiện Tỷ lệ của lưu lượng 30 ngày cao nhất Lưu lượng Lưu lượng T/bình hàng năm Hình 3.6. Sự phân phối lưu lượng hàng năm (sự phân phối thông thường) 2.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến lưu lượng. Các nhân tố sau đây ảnh hưởng đến lưu lượng. (a) Số lượng thuê bao tăng: Khi số thuê bao tăng, độ lớn lưu lượng cũng tăng. Tuy nhiên, tỷ lệ tăng lưu lượng so với tỷ lệ tăng thuê bao sẽ giảm khi điện thoại của cư dân tăng lên nhanh chóng. (b) Sự thay đổi lưu lượng tỷ lệ nghịch với giá cước: Những thay đổi của cước phí gọi sẽ ảnh hưởng đến lưu lượng. (c) Điều kiện dịch vụ: Khi dịch vụ được cải thiện hoặc đưa ra những dịch vụ mới, lưu lượng sẽ tăng lên đáng kể. (d) Đặc điểm thành phố: Về sử dụng điện thoại ở thành phố có đặc tính khác nhau là khác nhau (ví dụ: mang tính thương mại, công nghiệp, dân cư). Ví dụ, sự hấp dẫn của các nhà máy thay đổi theo đặc điểm thành thị, và điều này ảnh hưởng đến lưu lượng. (e) Sự thay đổi theo mùa/ kinh tế: Lưu lượng thay đổi theo hoạt động xã hội và kinh tế. Khi hoạt động thương mại phát triển, lưu lượng sẽ cao vào thời điểm cuối niên lịch hoặc năm cuối niên lịch hoặc cuối năm tài chính. Lưu lượng giảm khi khủng hoảng kinh tế xuất hiện. Vùng du lịch có lưu lượng cao trong suốt mùa cao điểm. (f) Mối liên hệ liên tỉnh : Thị trấn vệ tinh của thành phố lớn có lưu lượng với thành phố này cao hơn so với các trung tâm địa phương khác. Điều này vì khoảng cách về kinh tế có ảnh hưởng đến lưu lượng cao hơn là ảnh hưởng địa lý. (g) Sự cải thiện mức sống : Khi tỷ lệ điện thoại tăng lên và tỷ trọng chi phí cuộc gọi trong tổng mức chi tiêu cuộc sống thấp đi, điện thoại sẽ trở nên cần thiết trong cuộc sống của con người. Điều này làm cho lưu lượng tăng. Bởi vì sự dao động cơ cấu của các nhân tố này là phức tạp nên kết hợp tất cả các nhân tố vào là rất khó khăn. Do đó các nhân tố quan trọng sẽ được lựa chọn cẩn thận. 2.4. Quy trình dự báo lưu lượng. Lưu lượng thường được dự báo theo các bước sau đây: Bước 1: Xác định mục đích và đối tượng dự báo. Xác định mục tiêu của dự báo, lưu lượng và năm được dự báo. Bước 2: Thu thập số liệu và xác đinh giả thiết. Xác định các giả thiết của dự báo.(Ví dụ: Hệ thống giá và các dự án phát triển địa phương có thể có). Lựa chọn và phân tích số liệu biểu thị xu thế của nhu cầu lưu lượng. Bước 3: Nghiên cứu xu thế lưu lượng Ghi chép và phân tích các đặc tính lưu lượng. Gồm có: Xu hướng chuỗi thời gian lưu lượng, phân tích xu thế lưu lượng nội hạt và đường dài trong nước, các nhân tố ảnh hưởng đến lưu lượng (ví dụ : nhu cầu thuê bao), mối liên hệ của sự phát triển vùng và lưu lượng, sự phân bổ lưu lượng theo thời gian. Bước 4: Lựa chọn phương pháp dự báo. Phương pháp thích hợp nhất được lựa chon thông qua việc xem xét các đặc tính của lưu lượng theo thời gian. Bước 5: Tính toàn lưu lượng cơ bản. Tính toán lưu lượng trung bình hàng năm cho năm tham khảo. Bươc 6: Dự báo lưu lượng. Dự báo thực hiện bắng cách sử dụng phương pháp chuỗi thời gian, hoặc nhân tỷ lệ tăng lưu lượng với lưu lượng cơ bản. Bước 7: Đánh giá/ xác định dự báo. Xem xét các đặc tính của các nhân tố dao động sử dụng trong dự báo, dự báo so sánh xu hướng lưu lượng toàn cầu và lưu lượng của từng nước. Bước 8: Tính toán lưu lượng tham khảo Lưu lượng tham khảo được tính theo giả thuyết về sự dao động sử dụng trong dự báo(lưu lượng trung bình hàng năm) Bước 9: Biên soạn các báo cáo. Các báo cáo mà chúng ta đưa ra các số liệu cơ sỏ cho sự dự báo lưu lượng (lưu lượng tham khảo và số liệu tham khảo), dự báo các giả thiết cho dự báo, và các cơ sở để đánh giá/xác định dự báo được soạn thảo. Bước 10: Hoàn thiện dự báo Bằng việc tiếp tục so sánh dự báo các số liệu thực tế, cải tiến phương pháp dự báo để đạt được độ chính xác cao hơn. 2.5. Các phương pháp dự báo lưu lượng. Các phương pháp dự báo khác nhau được lựa chọn theo lượng thông tin có sẵn là bao nhiêu( nghĩa là chỉ có số lượng ở mỗi trạm hoặc số liệu có cho toàn quốc là sẵn có: số lượng lưu lượng không có sẵn). Trong phần này chúng tôi miêu tả 2 trường hợp: (1): Số liệu lưu lượng sẵn có. (2): Số liệu lưu lượng không sẵn có. 2.5.1. Khi số liệu lưu lượng sẵn có. Khi một vài số lượng lưu lượng có sẵn, sử dụng các phương pháp sau đây: - Phương pháp chuỗi thời gian. - Phương pháp truy hồi. - Dự báo toàn cầu xem xét các điều kiện của từng địa phương. - Dự báo đơn giản tỷ lệ tăng lưu lượng điểm - điểm. Mỗi phương pháp sẽ được mô tả dưới đây: (1) Phương pháp chuỗi thời gian. Phương pháp này xác định các chuỗi thời gian dựa trên số liệu quá khứ, dự báo tương lai bằng cách mở rộng xu hướng. (2) Phương pháp hồi quy. Phương pháp này xác định các nhân tố tạo ra nhu cầu lưu lượng, và mô tả sự dao động lưu lượng bằng sự thay đổi của các nhân tố này. Mô hình dự báo ở công thức 2.1 dựa trên mô hình đàn hồi. Công thức này được sử dụng để tính toán tỷ lệ tăng lưu lượng. y = αX1a.X2b…Xgn α, b…g : Biến thiên a: Hằng số y: Tỷ lệ tăng lưu lượng X1,X2,…Xn: Biến miêu tả (Xem chi tiết phần “ Dự báo nhu cầu: chương 3 - phần 1”) Trong hầu hết các trường hợp, lưu lượng có liên quan chặt chẽ với các số lượng thuê bao. Tuy nhiên, vì số lượng cuộc gọi là khác nhau giữa các thuê bao kinh doanh và các thuê bao dân cư nên hoặc là số thuê bao kinh doanh được chuyển đổi lẫn nhau. Kết quả này gọi là số thuê bao chuyển đổi và được định nghĩa là biến miêu tả. Phương pháp này thu được đường xu hướng tương quan giữa lưu lượng và số tương quan và số thuê bao biến đổi. Sử dụng đường xu hướng này, lưu lượng được dự báo bằng cách ước tính số thuê bao biến đổi. Lưu Giá trị dự báo lượng Số thuê bao Hình 3.7. Dự báo tương quan sử dụng lưu lượng và số tương quan (3) Dự báo toàn bộ có xem xét đến các điều kiện cục bộ. Mô hình dự báo toàn bộ, được áp dụng trong khu vực rộng lớn, có thể sử dụng tương đối nhiều số lượng thống kê hơn là chỉ số kinh tế. Tuy nhiên, lưu lượng dự báo cho mỗi tổng đài là không dễ, bởi vậy số lượng thống kê cho mỗi khu vực là nhỏ như vậy thường có hạn. Vì vậy, tỷ lệ tăng lưu lượng của khu vực được tính toán từ tỷ lệ tăng lưu lượng của toàn bộ có xem xét đến điều kiện phát triển của toàn bộ vùng. Sử dụng công thức sau đây: y= K.Xa = ym. (X/xm)a Trong đó: y: Tỷ lệ tăng lưu lượng của khu vực có liên quan. X: Tỷ lệ tăng thuê bao của khu vực có liên quan ( sử dụng là biến số đại diện thể hiện sự phát triển của khu vực). α : Hằng số. ym: Tỷ lệ tăng lưu lượng toàn bộ. xm: Tỷ lệ tăng thuê bao toàn bộ. (4) Dự báo đơn giản tỷ lệ tăng lưu lượng điểm - điểm. Để dự báo lưu lượng giữa các khu vực, chúng ta cần số liệu phát triển dự án và xu hướng nhu cầu cho các khu vực. Vì lưu lượng phí đường dây điện thoại đường dài chuyển tiếp tính trên toàn quốc nó chịu tác động của nhiều xu hướng kinh tế - xã hội. Các xu hướng này không đo được với một đơn vị nhỏ như khu vực. Cũng cần xét đến các điều kiện của ở cả những vùng khởi đầu và kết thúc lưu lượng. Bởi vậy, lưu lượng giữa các trạm được dự báo tổng thể theo quy trình sau đây:Vùng lưu lượng dự báo thường là cước liên tỉnh (TA). (a) Để thu được tỷ lệ tăng lưu lượng, xem xét các nhân tố chung với khu vực rộng lớn hơn (quốc gia và các thành phố chính) lưu lượng khởi đầu cơ bản được tính toán trước khi xem xét điều kiện cục bộ (những dự án đang phát triển vùng và dự án dân số). (c) Tỷ lệ tăng lưu lượng của khu vực được dự báo dựa trên tỷ lệ lưu lượng của đầu và cuối vùng tính cước liên tỉnh. (d) Lưu lượng giữa 2 vùng được dự báo dựa trên tỷ lệ tăng lưu lượng với lưu lượng tăng cơ bản giữa 2 vùng: y = y1.y2 y: tỷ lệ tăng lưu lượng giữa các TA1 và TA2; y1: Tỷ lệ tăng lưu lượng của TA1; y2: Tỷ lệ tăng lưu lượng của TA2; 2.5.2. Khi số liệu lưu lượng không có sẵn. (1) Dự báo tổng lưu lượng khởi đầu. Khi mật độ điện thoại thấp, nhiều người sử dụng một số lượng điện thoại có hạn. Vì vậy tổng lưu lượng khởi đầu cho mỗi điện thoại là tương đối lớn, Nhưng chỉ khi mật độ điện thoại tăng, số thuê bao với tỷ lệ sử dụng thấp cũng tăng lên. Bằng cách này, tổng lưu lượng khởi đầu cho mỗi điện thoại giảm. Hình 3.8.a cho thấy mối quan hệ giữa mật độ điện thoại và tổng lưu lượng khởi đầu. Hình này cho thấy tỷ lệ cuộc gọi tương ứng tỷ lệ mật độ điện thoại có thể dự báo tổng lưu lượng khởi đầu. (erl/thuờ bao) Cuộc gọi/năm/thuờ bao 0,15 0,1 0,05 0 (5) (1) (3) (2) (4) (1) Khu nông nghiệp nhỏ (2) Khu công nghiệp nhỏ (3) Thành phố nhỏ (4) Thành phố lớn (5) Địa hạt (tỉnh) Số thuê bao 0 10 20 Hình 3.8.a. Mối quan hệ giữa mật độ điện thoại và tổng lưu lượng khởi đầu (2) Dự báo đầu ra lưu lượng thoại đường dài. Dự báo đầu ra tổng lưu lượng thoại đường dài sử dụng đồ thị đưa ra ở hình 3.8.b. Đồ thị này thể hiện mối quan hệ giữa số dân cư và tỷ lệ lưu lượng đường dài. Nó dựa trên những quan điểm sau đây: Tỷ lệ ra lưu lượng thoại đường dài trong tổng lưu lượng khởi đầu phục vụ vào hoạt động kinh tế xã hội ở các đô thị. Nếu đô thị nhỏ và hoạt động kinh tế - xã hội phụ thuộc lớn vào các vùng ngoại ô thì tỷ lệ lưu lượng đường dài sẽ cao hơn. Vì vậy, dưới các điều kiện kinh tế - xã hội giống nhau, đô thị có dân cư ít hơn sẽ có tỷ lệ lưu lượng điện thoại đường dài cao hơn. Dựa vào tỷ lệ lưu lượng đường dài thu được ở hình 3.8.b có thể dự báo đầu ra lưu lượng thoại đường dài. Tỷ lệ lưu lượng đường dài 102 101 100 10-1 10-2 Số thuê bao (1)(2)(3) (5) (4) 103 104 105 106 107 Hình 3.8.b. Mối quan hệ giữa số dân cư và tỷ lệ lưu lượng đường dài 2.5.3. Mô hình trọng trường (Dự báo luồng lưu lượng giữa các tổng đài). Đối với mạng nội hạt không có sẵn số liệu, công thức mô hình trọng trường được sử dụng để tính luồng lưu lượng. Phương pháp này phụ thuộc vào khoảng cách giữa các tổng đài. Nhìn chung, khi khoảng cách gần, lượng người nhiều hơn, lưu lượng điện thoại sẽ tăng lên. Hệ số hấp dẫn "C(i,j)" có thể được tính toán như sau: C(i,j) = dij: Khoảng cách giữa các trạm i và j. k,α: giá trị nghiệm (α= 0.75 - 1.0) Lưu lượng từ trạm i đến trạm j có thể tính như sau: f(i,j) = Trong đó: f(i,j) :Lưu lượng từ trạm i đến trạm j C(i,j) : Hệ số chỉ dẫn Di: Tổng lưu lượng khởi đầu từ trạm i Dj:Tổng lưu lượng khởi đầu từ trạm j Hình 3.9 cho thấy khái niệm tổng quát về luồng lưu lượng giữa 2 trạm. Trạm - 1 Trạm - k Trạm - i Di Dj Trạm - j f(i,j) Hình 3.9. Luồng lưu lượng giữa hai trạm 2.6. Ví dụ dự báo lưu lượng khi không có sẵn. 2.6.1. Ví dụ dự báo lưu lượng giữa các vùng tính cước liên tỉnh (TAs). Để dự báo lưu lượng giữa các vùng tính cước liên tỉnh, các số lưu lượng thực tế giữa các vùng. Tuy nhiên, lưu lượng được đo mỗi tuyến mạng chứ không phải là giữa các vùng tính cước. Vì vậy lưu lượng cơ bản của các TAs thu được do sử dụng số liệu các cuộc gọi của mỗi vùng dựa vào lưu lượng của tuyến mạng. (a) Ví dụ tính tổng lưu lượng khởi đầu vùng tính cước liên tỉnh. Ví dụ sau đây giả sử các tỉnh tính cước liên tỉnh đưa ra ở hình 3.10 và số liệu lưu lượng thực tế ghi ở bảng 3.1 Hình 3.10. Ví dụ cấu hình mạng TA EO2 EO5 EO1 TA EO4 EO3 TC Tới các TA khác Bảng 3.1. Ví dụ về số liệu lưu lượng Tuyến Tháng 4 5 6 7 … 1 2 3 20 21 23 24 … 25 26 24 40 43 38 43 … 51 49 50 15 15 17 16 … 18 20 20 5 4 5 6 … 7 7 6 9 10 9 13 … 14 13 15 89 93 92 102 … 115 115 115 Tổng lưu lượng cơ bản khởi đầu của vùng TA được đưa ra theo công thức sau: X = (b) Tính toán lưu lượng cơ bản Lưu lượng cơ bản Xi (erl) giữa TA0 và TAi được đưa ra là Xi = X.Ci/∑Ci TAo Tổng lưu lượng khởi đầu: X TA1 TA2 TA3 C1 C2 Ci X.C1/∑C1 X.C2/∑C2 X.Ci/∑Ci Chú thích: Xi: Lưu lượng cơ bản giữa TA0 và TAi X: Lưu lượng cơ bản khởi đầu Ci: Hệ số hấp dẫn (trang 74) Hình 3.11. Số liệu ví dụ cuộc gọi mỗi vùng. 2.7. Ví dụ về tính lưu lượng khi số liệu có sẵn: 2.7.1. Phương pháp chuỗi thời gian. Chúng ta có thể tập hợp những số liệu thực tế sau đây trong 7 năm, từ 1999 đến 2005. Hãy phân tích xu thế nhu cầu/lưu lượng và dự báo xu hướng này ở năm 2008. Năm 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 … 2008 Lưu lượng(erl) 126 136 151 169 191 216 237 … ? Bước 1 : Vẽ đồ thị và phân tích xu hướng lưu lượng. Bước 2: Lựa chọn phương trình mẫu có thể áp dụng được đối với xu hướng lưu lượng. Phương trình tuyến tính, phương trình bậc 2, phương trình hàm số mũ hay phương trình logistic? Bước3: Giải phương trình mẫu mà bạn đã lựa chọn (bảng 1). Bảng 1 X (năm) 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Tổng Y (lưu lượng) 50 55 57 80 100 200 280 T -3 -2 -1 0 1 2 3 0 2.7.2. Phương pháp hồi quy hồi quy tuyến tính. (1) Tập hợp số liệu. Tập hợp lại những số liệu sau đây. Sử dụng những số liệu này, dự báo mật độ lưu lượng từ năm 2006 đến năm 2008. Bảng 2. Số liệu thực tế Năm 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Lưu lượng (erl) 2010.3 2074.7 2127.5 2150.7 2196.6 2231.8 2253.3 Số thuê bao 21480 22479 23422 24033 24592 25207 25667 (2) Phân tích xu hướng lưu lượng. Ghi số liệu thực tế và vẽ xu hướng quá khứ. Lưu lượng(erl) 2400 2300 2200 2100 2000 21000 22000 23000 25000 24000 26000 Số thuê bao (3). Lựa chọn phương trình mẫu Chọn phương trình mẫu có thể áp dụng đối với xu hướng quá khứ Hồi quy tuyến tính y = ax + b x: số thuê bao y: Lưu lượng Phương trình ∑y = an + b∑x ∑xy = a∑x + b∑x2 (4) Tính toán: Điền vào bảng sau và giải phương trìno. Bảng 3 : Tính toán Năm Lưu lượng (y) Thuê bao (x) x.y x2 1999 2010.3 21480 43181244 461390400 2000 2074.7 22497 46674525.9 506115009 2001 2127.5 23422 49830305 548590084 2002 2150.7 24033 51687773.1 577585089 2003 2196.6 24592 54018787.2 604766464 2004 2231.8 25207 56256982.6 635392849 2005 2253.5 25667 57840584.5 658794889 ∑ 15045.1 166898 865803045.7 3992634784 ∑y = an + b∑x à 15045.1 = 7a + 166898b ∑xy = a∑x + b∑x2 à 865803045.7 = 166898a +3992634784b Giải các phương trình a = 766.43 b = 0.058 \ y = 766.43n + 0.058x (5) Tính toán giá trị dự báo Những giá trị sau đây, là giá trị dự báo số thuê bao. Hãy tính giá trị dự báo lưu lượng ( giả sử tập hợp dự báo như vậy). Bảng 4: Tính toán giá trị dự báo Năm 2006 2007 2008 Số thuê bao 30000 36621 39120 Mật độ lưu lượng 7871.44 9021.888 9933.26 2.7.3. Phương pháp hồi quy: hồi quy đàn hồi. (1) Tập hợp số liệu. Tập hợp những số liệu sau. Sử dụng tập hợp số này dự báo mật độ lưu lượng từ 2006 đến 2008 (Những số liệu này giống phần 2 quy hồi tuyến tính). Bảng 5. Số liệu thực tế Năm 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Lưu lượng 2010.3 2074.7 2127.5 2150.7 2196.6 2231.8 2253.3 Số thuê bao 21480 22497 23422 24033 24592 25207 25667 (2) Phân tích xu hướng lưu lượng. (Giống phần 2. Hồi quy tuyến tính) (3) Lựa chọn phương trình mẫu. Lựa chọn phương trình mẫu có thể áp dụng với xu hướng quá khứ. Hồi quy đàn hồi y = a.xα x: Tỷ lệ tăng thuê bao y: Tỷ lệ tăng lưu lượng α: Giá trị đàn hồi log y = loga + α log x ∑log y = n loga + α ∑log x ∑log x . log y = loga∑log x + α (logx)2 (4) Tính toán. Điền vào bảng sau và giải thích các phương trình Bảng 6: Tính toán Năm Lưu lượng (Y) (y) Thuê bao (X) (x) Logy Logx Logx.Logy (Logx)2 1999 2010.3 2.000 21480 2.000 0.301030 0.301030 0.090612 0.090612 2000 2074.7 2.064 22497 2.089 0.314710 0.319938 0.100687 0.102360 2001 2127.5 2.116 23422 2.196 0.325516 0.341632 0.111206 0.116712 2002 2150.7 2.189 24033 2.222 0.340245 0.346744 0.117978 0.120231 2003 2196.6 2.184 24529 2.271 0.339252 0.356217 0.120847 0.126891 2004 2231.8 2.219 25207 2.325 0.346157 0.366422 0.126840 0.134265 2005 2253.3 2.241 25667 2.365 0.350442 0.373831 0.131006 0.139750 ∑ - - - - 2.317352 2.405814 0.799176 0.830826 (y) : Tỷ lệ tăng lưu lượng (x) : Tỷ lệ tăng số thuê bao (a) Tỷ lệ tăng lưu lượng: Số liệu năm 1999 lấy như phần 1, tính tỉ lệ tăng y: 2000: 2074.7 á 2010.3 = 1.032 2001: 2127.5 á 2010.3 = 1.058 . . . . . . 2005: 2253.3 á 2010.3 = 1.121 (b) Tỷ lệ tăng số thuê bao: Số liệu năm 1999 lấy như phần 1, tính tỉ lệ tăng x: 2000 : 22497 á 21480 = 1.047 2001 : 23422 á 21480 = 1.090 . . . . . . 2005 : 25667 á 21480 = 1.195 (c) Tính logy, logx, logx.logy, (logx)2. (d) Giải hồi quy đàn hồi. 2.317352 = 7.loga + 2.405814 0.799176 = 2.405814.loga + 0.830826.α loga = 0.095 α = 0.687 logy = 0.095 + 0.687logx y = 1.000228 . x0.687 (5) Tính giá trị dự báo. Số liệu thuờ bao thực tế năm 2005 lấy như phần 1, tớnh tỷ lệ tăng số thuờ bao. Tớnh tỷ lệ tăng lưu lượng và sau đú tớnh giỏ trị dự bỏo lưu lượng. Bảng 7: Tính giá trị dự báo. Năm 2005 (Thực tế) 2006 2007 2008 Thuê bao Dự báo 25667 30000 36621 39120 (a) 2.365 2.632 Lưu lượng (b) 2.241 2.545 Dự báo (c) 2253.3 7871.44 (a) Số liệu thuê bao lấy 2005 lấy ở phần 1, tính tỷ lệ tăng thuê bao (b) Tính tỷ lệ tăng lưu lượng, sử dụng phương pháp hồi quy đàn hồi. (c ) Tính giá trị dự báo dự tính lưu lượng Giá trị dự báo lưu lượng = ( Số liệu lượng thực tế) x ( Tỷ lệ tăng lưu lượng ) 2006 : 2253.3 x 2.545 = 5734.65 (erl) 2.7.4. Mô hình trọng trường. Có 5 trạm (A ~ E) và khoảng cách các trạm như sau (xem hình vẽ) 4 5 3 6 B D E C A Bảng 8: Ma trận khoảng cách (Km) A B C D E A 3 4 5 6 B 3 5 8 6.7 C 4 5 6.4 10 D 5 8 6.4 7.8 E 6 6.7 10 7.8 Hình 3.12 . Sơ đồ mạng lưới Và tổng lưu lượng khởi đầu như sau: Bảng 9 - Tổng lưu lượng khởi đầu (erl) Trạm A B C D E L.lượng khởi đầu 432.0 224.0 210.0 168.0 224.0 Sử dụng mô hình trọng trường. Tính tổng lưu lượng mỗi trạm Bước 1 : Hệ số hấp dẫn Bảng 10 - Hệ số hấp dẫn A B C D E A 0.24 0.33 0.28 0.24 B C D E Bước 2: Luồng lưu lượng Bảng 11 - Luồng lưu lượng giữa các tổng đài IN OR A B C D E Tổng A 153.3 114.2 76.4 88.1 432.0 B 224.0 C 210.0 D 158.0 E 224.0 Tổng 1258.0 Ví dụ: f(A,B) = = 153.3 2.7.5. Phương pháp hệ số kép: Phương pháp này được sử dụng để phân phối tổng lưu lượng tăng cho mỗi ma trận. Bước 1 : Chúng ta cần những số liệu ban đầu sau để dự bào luồng lưu lượng. 1. Tỷ lệ số lưu lượng khởi đầu cho mỗi trạm 2. Tỷ lệ tăng lưu lượng khởi đầu (3 ) hoặc số liệu dự báo (2). Tỷ lệ tăng ban đầu và tỷ lệ tăng nhận được là giống nhau ở mỗi trạm giống nhau. Bảng 12 (2) = (1) x (3) A B C D E Tổng (1) Dự báo (2) Tỷ lệ tăng (3) A 153.3 14.2 76.4 88.1 432.0 521.9 1.208 B 126.3 40.8 22.4 34.4 224.0 336.0 1.500 C 107.7 46.7 28.8 26.8 210.0 447.9 2.133 D 79.3 28.2 31.6 28.8 168.0 223.9 1.333 E 106.0 50.3 34.2 33.4 224.0 392.0 1.750 (4) Tổng 419.3 278.6 220.9 161.0 178.1 1258.0 (5) Dự báo 506.6 417.9 471.2 214.6 311.8 (5)=(4)x(3) (3) Tỷ lệ 1.208 1.500 2.1333 1.333 1.75 Bước 2 : Lưu lượng khởi đầu sẽ tăng lưu lượng của chính nó Bảng 13: A B C D E Tổng(1) Dự báo (2) Tỷ lệ tăng (3) A 185.2 138.0 92.3 106.4 521.9 921.9 1.000 B 189.5 61.2 33.6 51.6 335.9 336.0 1.000 C 229.7 99.6 61.4 57.2 447.9 447.9 1.000 D 105.7 37.6 42.1 38.4 223.8 223.9 1.000 E 185.5 88.0 59.9 58.5 391.9 392.0 1.000 (4) Tổng 710.4 410.4 301.2 245.8 253.6 1921.4 (5) Dự báo 506.6 417.9 471.2 214.6 311.8 (3)=(5)/(4) (3) Tỷ lệ 0.713 1.018 1.564 0.873 1.229 Bước 3: Lưu lượng nhận được sẽ tăng bởi tỷ lệ tăng của chính nó Bảng 14: (3) = (2)/(1) A B C D E Tổng (1) Dự báo (2) Tỷ lệ tăng (3) A 188.5 215.8 80.6 130.8 615.7 521.9 0.848 B 135.1 95.7 29.3 63.4 232.5 336.0 1.039 C 163.8 101.4 53.6 70.3 389.1 447.9 1.151 D 75.4 38.3 65.8 47.2 226.7 223.9 0.988 E 132.3 89.7 93.7 51.1 366.8 392.0 1.069 (4) Tổng 506.6 417.9 471.0 214.6 311.7 1921.8 (5) Dự báo 506.6 417.9 471.2 214.6 331.8 (3) Tỷ lệ 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 Làm tất cả các bước này 3 lần, lấy tỷ lệ lãi khoảng 1.000. Kết luận Trên đây tôi đã trình bày xong bản đồ án tốt nghiệp của mình. Đồ án đã đưa ra những đặc điểm cơ bản của mạng điện thoại công cộng và các giải pháp mở rộng mạng thoại, đặc biệt là các giải pháp tổ chức, kỹ thuật trong mạng điện thoại công cộng. Trong giai đoạn hiện nay, thì các giải pháp tổ chức, kỹ thuật trong mạng điện thoại công cộng được coi là nhiệm vụ rất quan trọng trong việc truyền thông tin thoại một cách thông suốt, đảm bảo được chất lượng thoại. Tại Việt Nam thì các giải pháp tổ chức, kỹ thuật trong mạng điện thoại công cộng đang được tiến hành và ngày càng nâng cao chất lượng mạng điện thoại công cộng. Do thời gian có hạn và hiểu biết còn nhiều hạn chế, chủ yếu dựa vào lí thuyết nên đồ án tốt nghiệp của tôi không thể tránh khỏi những thiếu xót. Tôi rất mong được thầy cô và các bạn đánh giá, góp ý để đồ án thêm hoàn thiện. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Điện Tử - Viễn Thông đã tận tình dạy dỗ, trang bị kiến thức cho tôi trong những năm học qua. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo Thạc sỹ Nguyễn Khắc Hưng, người đã hết lòng hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và giúp đỡ tôi trong thời gian vừa qua. Sinh viên thực hiện: Đỗ Thị Tuyết Vân Tài liệu tham khảo 1. Quy hoạch phát triển mạng viễn thông. Học viện Công nghệ Bưu chính – Viễn thông . Viện kinh tế Bưu điện. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật 2. Mạng viễn thông. Minh Ngọc – Phú Quang. NXB Thống Kê - 2002 3. Hệ thống viễn thông. Thái Hồng Thị – Phạm Minh Nguyệt. NXB Giáo dục. 4. Giới thiệu chung về lý thuyết viễn thông. LG Information & Communications, Ltd. NXB Thanh Niên – 1995. 5. Quản lý kết nối giữa các mạng viễn thông. Tổng Công ty Bưu chính viễn thông Việt nam. Trung tâm thông tin bưu điện. NXB Bưu điện. Mục lục Lời giới thiệu chương I: Tổng quan về mạng điện thoại công cộng 1 1. CHứC NĂNG MạNG THOạI CÔNG CộNG 1 2. CáC Bộ PHậN CấU THàNH MạNG THOạI 3 2.1. Thiết bị đầu cuối 3 2.2. Thiết bị chuyển mạch 3 2.3. Thiết bị truyền dẫn 4 2.3.1. Thiết bị truyền dẫn thuê bao 4 2.3.2. Thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp thuê bao 4 3. các cấu hình cơ bản của mạng thoại công cộng 5 3.1. Mạng hình lưới 6 3.2. Mạng hình sao 7 3.3. Mạng hỗn hợp 8 3.4. Phương pháp xác định cấu hình mạng 9 3.4.1. Tổ chức phân cấp mạng 10 3.4.2. Các dạng của mạch 11 4. Định tuyến 13 4.1. Sự cần thiết và điều kiện của định tuyến 13 4.2. Các phương pháp định tuyến 13 4.2.1. Định tuyến cố định 13 4.2.2. Định tuyến thay thế 13 4.2.3. Định tuyến động 14 5. hệ thống đồng bộ mạng lưới 16 5.1. Hệ thống cận đồng bộ 16 5.2. Hệ thống đồng bộ chủ - tớ 16 5.3. Hệ thống đồng bộ tương hỗ 17 Chương II : các giải pháp tổ chức, kỹ thuật trong mạng điện thoại công cộng 18 1. Kế hoạch đánh số thuê bao 18 1.1. Các yêu cầu đánh số thuê bao 18 1.2. Kết cấu số 18 1.3. Kế hoạch đánh số 19 1.3.1. Quyết định dung lượng đánh số 19 1.3.2. Lựa chọn vùng đánh số 22 1.3.3. Lựa chọn kết cấu số 22 2. Kế hoạch tính cước 24 2.1. Giới thiệu 24 2.2. Hệ thống tính cước 24 2.2.1. Phạm vi của cước đàm thoại và các phương pháp tính cước 24 2.2.2. Tính cước đàm thoại trong mạng thoại công cộng 25 2.2.3. Vùng tính cước và vùng đánh số 26 2.3. Xác định kế hoạch tính cước 27 2.3.1. Trình tự đối với việc chọn kế hoạch tính cước 27 2.3.2. Định rõ các vùng tính cước 27 3. Kế hoạch báo hiệu 30 3.1. Những yêu cầu đối với báo hiệu 31 3.2. Các dạng tín hiệu 31 3.3. Hệ thống truyền tín hiệu liên đài 36 3.4. Hệ thống báo hiệu kênh kết hợp 38 3.5. Hệ thống báo hiệu kênh chung 40 3.5.1. Đặc điểm của báo hiệu kênh chung 40 3.5.2. Cấu hình hệ thống báo hiệu kênh chung 41 3.5.3. Minh hoạ về mạng báo hiệu kênh chung 42 3.6. Lựa chọn hệ thống báo hiệu 44 3.6.1. Quy trình lựa chọn 44 3.6.2. Lựa chọn hệ thống báo hiệu 45 4. Chất lượng thông tin 46 4.1. Giới thiệu 46 4.1.1. Khái niệm về chất lượng thông tin 46 4.1.2. Tiêu chuản chất lượng 47 4.1.3. Thủ tục để xác định phân phối chất lượng thông tin 48 4.2. Chất lượng chuyển mạch 49 4.2.1. Các nhân tố chính ảnh hưởng đến chất lượng chuyển mạch 49 4.2.2. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng thông tin 51 4.2.3. Tiêu chuẩn đối với việc mất kết nối và trễ kết nối 52 4.3. Chất lượng truyền dẫn 53 4.3.1. Chất lượng truyền dẫn và chất lượng tiếng 53 4.3.2. Các nhân tố làm xấu chất lượng truyền dẫn 54 4.3.3. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng truyền dẫn 54 4.4. Chất lượng ổn định 57 4.4.1. Các thành phần của chất lượng ổn định 57 4.4.2. Phân loai lỗi 57 4.4.3. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng ổn định 58 4.4.4. Chất lượng ổn định và biện pháp đối phó tin cậy 60 CHƯƠNG 3: Dự BáO NHU CầU Và LƯU LƯợNG TRONG MạNG THOạI 62 1. Dự báo nhu cầu thông tin 62 1.1. Các khái niệm dự báo nhu cầu 62 1.2. Các phương pháp dự báo 65 1.2.1. Phương pháp chuỗi thời gian 65 1.2.2. Phương pháp xác định hằng số của mô hình dự báo 67 1.2.3. Phương pháp hồi quy 68 2. Dự báo lưu lượng 69 2.1. Giới thiệu 70 2.2. Lưu lượng cơ bản và lưu lượng tham khảo 70 2.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến lưu lượng 71 2.4. Quy trình dự báo lưu lượng 72 2.5. Các phương pháp dự báo lưu lượng 73 2.5.1. Khi số liệu lưu lượng sẵn có 73 2.5.2. Khi số liệu lưu lượng không có sẵn 75 2.5.3. Mô hình trọng trường (dự báo luồng lưu lượng giữa các tổng đài) 77 2.6. Ví dụ về dự báo lưu lượng khi số liệu không có sẵn 78 2.6.1. Ví dụ về dự báo lưu lượng khởi đầu vùng tính cước liên tỉnh. 78 2.7. Ví dụ về dự báo lưu lượng khi số liệu có sẵn 80 2.7.1. Phương pháp chuỗi thời gian 80 2.7.2. Phương pháp hồi quy tuyến tính 81 2.7.3. Phương pháp hồi quy đàn hồi 83 2.7.4. Mô hình trọng trường 85 2.7.5. Phương pháp hệ số ghép 86 Kết luận Tài liệu tham khảo ._.