Nghiên cứu thiết kế khối xử lý trung tâm (MPB) thiết bị truy nhập DTS-AN2000 có cơ chế hoạt động dự phòng HOT-STANDBY

- Phạm Tuấn Anh Nghiên cứu thiết kế khối xử lý trung tâm (MPB) thiết bị truy nhập DTS-AN2000 có cơ chế hoạt động dự phòng hot - Standby Luận văn thạc sỹ Điện tử Viễn thông Hà nội - 2004 Bộ giáo dục và đào tạo Tr−ờng đại học Bách khoa Hà nội.
- Phạm Tuấn Anh Nghiên cứu thiết kế khối xử lý trung tâm (MPB) thiết bị truy nhập DTS-AN2000 có cơ chế hoạt động dự phòng hot - Standby Chuyên ngành: Điện tử – Viễn thông Luận văn thạc sỹ Điện tử Viễn thông Ng−ời h− ớng dẫn khoa học: Ts.
- Nguyễn Quốc Trung Hà nội – 2004 5 Các ký hiệu, chữ viết tắt sử dụng trong luận văn AN Access Network ALM Alarm Module ATM Asynchronous Transfer Mode CLK Clock CMOS Complementary Metal – Oxide SemIconductor CPU Central Profressing Unit DTK Digital Trunk DTMF Dual Tone Multi - Frequency ECL Emitter Coupled Logic FPGA Field Program Gate Array HDB-3 Third Order High Density Bipolar LQFP Low Profile Quad Flat Pack LVECL Low Voltage Emiter Coupled Logic LVCML Low Voltage Current Mode Logic LSB Least Signification Bit MFC Multi – Frequency Compelled MTB Multiplexer telecom Bus MSB Most Signification Bit MPB Main Processing Block MSW Main Switching Block OAM Operation Adminidtration and Maintenance PLCC Plasstic Leaded Chip Carrier 6 PQFP Plastic Quad Flat Pack PWR Power Module SNI Side Network Interface SUB Subscriber Block SPB Subscriber Processing Block TMN Telecom Management Network UNI User Network Interface WLL Wireless Local Loop 7 Các hình vẽ, đồ thị sử dụng trong luận văn Hình 1.1 Vị trí của mạng truy nhập trong mạng viễn thông.
- 8 Ch−ơng I Tổng quan về thiết bị truy nhập mạng DTS-AN2000.
- 10 1.1 Khái quát chung về mạng truy nhập.
- 10 1.1.1 Định nghĩa mạng truy nhập.
- 10 1.1.2 Cấu trúc mạng truy nhập.
- 13 1.1.3 Quản lý mạng.
- 14 1.2 Khả năng ứng dụng của thiết bị truy nhập mạng DTS-AN2000 trong mạng viễn thông Việt Nam.
- 15 1.2.2 Khả năng ứng dụng của DTS-AN2000 vào mạng viễn thông Việt Nam Chừỗng II Lỳa chàn cảu trợc hẻ thõng vĂ phừỗng Ÿn ho−t ẵ ổ ng dỳ phí ng....20 2.1 CŸ c mỏ hệ nh Cảu trợc cŸc module trong hẻ thõng truy nhºp Phàn tẽch hẻ thõng Lỳa chàn phừỗng Ÿ n dỳ phíng CŸ c yặ u tõ ẵŸnh giŸ lỳa chàn phừỗng Ÿ n dỳ phíng Phừỗng Ÿ n dỳ phíng cða hẻ thõng ẵ iậ u khièn chẽnh Phừỗng thửc giao tiặ p giựa cŸ c module Cảu trợc cða hẻ thõng truy nhºp NguyÅ n t°c ho−t ẵ ổ ng cða h ẻ thõng Tẽnh toŸ n hẻ thõng.
- 64 Ch−ơng IV Đánh giá kết quả và h−ớng phát triển tiếp theo Đánh giá kết quả đạt đ−ợc Tính năng kỹ thuật Các dịch vụ của hệ thống truy nhập ý nghiã thực tế của luận văn H−ớng phát triển tiếp theo của sản phẩm Tài liệu tham khảo Phụ lục.
- PL1 10 Ch−ơng I Tổng quan về thiết bị truy nhập mạng DTS-AN2000 1.1 Khái quát chung về mạng truy nhập.
- 1.1.1 Định nghĩa mạng truy nhập Mạng truy nhập là mạng nằm giữa ng−ời sử dụng dịch vụ viễn thông và điểm dịch vụ của mạng.
- Với sự ra đời của của mạng truy nhập thì mạng viễn thông sẽ gồm hai thành phần: mạng lõi và mạng truy nhập, cả hai thành phần này đều nằm d−ới một mạng quản lý chung TMN.
- Hình 1.1 Vị trí của mạng truy nhập trong mạng viễn thông.
- UNI : Giao diện ng−ời sử dụng mạng SNI : Giao diện mạng truy nhập Q : Giao diện quản lý AN : Mạng truy nhập Mạng quản lý viễn thông TMN Mạng truy nhập AN Mạng lõi (PSTN, ISDN) Q Q SNI UNI Ng−ời sử dụng 11 TMN: Mạng quản lý viễn thông Mạng lõi bao gồm các tổng đài (tổng đài nội hạt và tổng đài transit) và các hệ thống truyền dẫn liên đài dung l−ợng lớn nhằm cung cấp các dịch vụ cho ng−ời dùng thông qua các điểm dịch vụ (các tổng đài nội hạt).
- Mạng truy nhập nằm giữa ng−ời sử dụng dịch vụ viễn thông và điểm dịch vụ của mạng để truyền tải các dịch vụ sẵn có từ điểm cung cấp dịch vụ tới ng−ời sử dụng.
- Mạng có thể phân thành 3 thành phần chính: Kết cuối tổng đài: Phần thiết bị này cung cấp giao diện với tổng đài nội hạt, giao diện với mạng phân phối và giao diện quản lý.
- Ngoài ra thông qua giao diện, thiết bị kết cuối mạng kết hợp với tổng đài đo thử giao diện, quản lý và giám sát toàn bộ mạng truy nhập.
- Mạng phân phối và các thiết bị tại điểm truy nhập mạng: Mạng phân phối thực chất là mạng truyền dẫn dùng để kết nối phần kết cuối tổng đài với các thiết bị tại điểm truy nhập mạng.
- Hệ thống phân phối phải cung cấp giao diện t−ơng thích với thiết bị kết cuối mạng và hệ thống kết nối thuê bao.
- Hệ thống kết nối thuê bao: Cũng nh− mạng phân phối, hệ thống này có thể là cáp quang, cáp đồng, đôi cáp đồng truyền thống.
- Mạng truy nhập có các −u điểm cơ bản sau: Về kinh tế : Mạng truy nhập chiếm khoảng một nửa tổng chi phí đầu t− cho toàn bộ mạng viễn thông, do đó tính kinh tế của việc triển khai mạng truy nhập là rất quan trọng.
- Mạng truy nhập cho phép sử dụng cơ sở hạ tầng mạng có hiệu quả hơn với chi phí khai thác, bảo d−ỡng thấp hơn.
- Về kỹ thuật: 12 + Mạng truy nhập cho phép tối −u cấu trúc của mạng viễn thông, giảm số l−ợng nút chuyển mạch trên mạng, tăng bán kính phục vụ của tổng đài nội hạt (từ khoảng 10 km nh− hiện nay lên khoảng 100 km).
- Với mạng truy nhập, mạng nội hạt hiện đại sẽ có số l−ợng tổng đài ít hơn nh−ng dung l−ợng mỗi nút cao hơn so với mạng hiện tại.
- Mạng truy nhập cùng với các tổng dài nội hạt sẽ thuộc một cấp của mạng viễn thông quốc gia.
- Mạng truy nhập cho phép triển khai dịch vụ một cách nhanh chóng, mềm dẻo, tạo ra khả năng tích hợp dịch vụ và giảm đáng kể các chi phí quản lý và bảo d−ỡng so với mạng cáp đồng hiện tại.
- Các dịch vụ mới đòi hỏi phải có các kết nối có chất l−ợng thoại cao, ít nhiều, có khả năng hỗ trợ truyền số liệu và băng tần cao mà chỉ có mạng truy nhập mới có khả năng đảm bảo.
- Mạng truy nhập có một hệ thống quản lý giúp cho mạng hoạt động ổn định, linh hoạt với các khả năng chuẩn đoán, khắc phục lỗi và sửa chữa tốt.
- Việc quản lý mạng có thể tiến hành tập trung, do đó giảm chi phí khai thác , quản lý hệ thống.
- Ngoài ra với giao diện Q, mạng truy nhập có thể đ−ợc kết nối vào mạng quản lý viễn thông TMN.
- Xu h−ớng hội nhập giữa mạng máy tính và mạng viễn thông đang nhanh chóng trở thành hiện thực và sự phát triển của mạng truy nhập cũng là một thể hiện của xu h−ớng này.
- Với mạng truy nhập, cấu trúc mạng viễn thông nói chung sẽ phân bố thành: Mạng chuyển tiếp quốc gia: bao gồm cả tổng đài cửa ngõ quốc tế và tổng dài chuyển tiếp quốc gia.
- Mạng nội hạt: bao gồm các tổng đài nội hạt và mạng truy nhập.
- Tổng đài nội hạt là nơi quản lý và cung cấp các loại dịch vụ, mạng truy nhập cung cấp các giải pháp và ph−ơng thức truy nhập cho khách hàng.
- Nếu nhìn từ mạng truy nhập thì các tổng đài (quốc tế, chuyển tiếp quốc gia và nội hạt) thuộc về mạng lõi của mạngviễn thông, năng lực mạng lõi quyết định các dịch vụ mà mạng truy nhập có thể cung cấp, bản thân mạng truy nhập không sinh ra dịch vụ mới.
- 13 1.1.2 Cấu trúc mạng truy nhập Mạng truy nhập tr−ớc hết phải có khả năng hỗ trợ các dịch vụ cơ bản do tổng đài cung cấp nh− thoại, fax và các dịch vụ cộng thêm khác của tổng đài nh− chuyển tiếp cuộc gọi, ngăn chặn cuộc gọi, gọi ba bên.
- Nói cách khác là đối với các dịch vụ do tổng đài cung cấp, mạng truy nhập phải có tính trong suốt.
- Ngoài ra mạng truy nhập cần có khả năng hỗ trợ các dịch vụ khác nh− ISDN PRI (Primary Interface) và ISDN BRI (Basic Rate Interpace), hỗ trợ kết nối PABX, dịch vụ kênh thuê riêng th−ờng xuyên và bán th−ờng xuyên và phải có khả năng mở rộng để hỗ trợ các loại dịch vụ mới trong t−ơng lai.
- Trong các mạng nội hạt truyền thống, vùng phục vụ của một tổng đài th−ờng có bán kính vào khoảng 4-8 km.
- Điều này tạo ra nhu cầu về một số l−ợng lớn các tổng đài nhỏ trong khu vực có mật độ dân c− lớn và do đó hiệu quả sử dụng thấp.
- Cấu trúc mạng hiện đại h−ớng tới việc sử dụng một số ít các tổng đài dung l−ợng lớn phục vụ các khu vực thành thị hay ngoại thành.
- Với mạng truy nhập sử dụng truyền dẫn cáp quang hay vi ba, bán kính của khu vực phục vụ có thể tăng lên đến hơn 30km với số thuê bao từ 100000 đến 200000.
- Tổng đài nội hạt sẽ là nơi giao tiếp với mạng PSTN/ISDN và là nơi cung cấp số thuê bao các loại dịch vụ và thực hiện việc tính c−ớc.
- Phần mạng truy nhập giao tiếp với tổng đài nội hạt đ−ợc gọi là kết cuối tổng đài, phần này đ−ợc đặt tại tổng đài.
- Tại đầu xa của mạng là các điểm truy nhập mạng.
- Điểm truy nhập mạng có chức năng kết nối với các thuê bao sử dụng các dịch vụ khác nhau thông qua các giao diện t−ơng ứng với từng loại dịch vụ.
- Các điểm truy nhập mạng đ−ợc kết nối với kết cuối của tổng đài và kết nối với nhau thông qua mạng truyền dẫn.
- Nếu mạng truy nhập sử dụng ph−ơng thức truyền dẫn vô tuyến (nh− vi ba) thì sẽ đ−ợc gọi là mạng truy nhập vô tuyến.
- Môi tr−ờng kết nối thuê bao phục vụ cho kết nối cuối cùng từ thuê bao đến mạng truy nhập.
- Kết nối này có thể dựa trên các môi tr−ờng truyền dẫn khác nhau, có thể là vô tuyến (trong tr−ờng hợp này hệ thống đ−ợc gọi là hệ thống thuê bao vô tuyến cố định WLL), có thể là hữu tuyến sử dụng đôi dây đồng hay cáp quang.
- Các công nghệ truyền dẫn khác nhau đ−ợc sử dụng trên kết nối này tuỳ theo nhu cầu về địch vụ khách hàng và tuỳ theo từng hệ thống cụ thể của các nhà sản xuất.
- Hiện nay có nhiều giải pháp công nghệ đ−ợc đ−a ra để nâng cao dung l−ợng truyền dẫn của đôi cáp đồng nhằm cung cấp các dịch vụ mới đòi hỏi băng tần rộng.
- Các công nghệ đ−ờng dây thuê bao số xDSL đ−ợc sử dụng cho mục đích trên là HDSL, ADSL, VDSL.
- Việc cung cấp nguồn cho thiết bị đầu cuối thuê bao (CPE) đ−ợc thực hiện bởi hai ph−ơng thức: cung cấp nguồn tại chỗ và cung cấp nguồn từ xa.
- Nếu mạch vòng thuê bao sử dụng vô tuyến hay cáp quang thì nguồn cho máy đầu cuối thuê bao đ−ợc cung cấp tại chỗ bằng nguồn điện l−ới (có hoặc không có ắc qui dự phòng), Tại các khu vực xa xôi không có điện l−ới nếu sử dụng cáp đồng thì nguồn có thể đ−ợc cung cấp từ đầu cuối xa của mạng truy nhập (tùy theo khả năng của từng hệ thống cụ thể).
- 1.1.3 Quản lý mạng Cấu trúc mạng truy nhập mới sẽ dẫn đến việc triển khai một số l−ợng lớn nút mạng truy nhập và sẽ gây ra nhiều khó khăn cho việc quản lý mạng.
- Trong giao diện V5 có sẵn các kênh khai thác, về mặt lý thuyết có thể s− dụng để quản lý mạng truy nhập thông qua các tổng đài nội hạt và hệ thống quản lý của tổng đài.
- Tuy nhiên trong thực tế tiêu chuẩn hoá quản lý lại tạo ra nhiều phức tạp cả ở tổng đài nội hạt và mạng truy nhập khiến cho chi phí triển khai tăng cao.
- Hiện nay, việc quản lý mạng mức cao dựa trên tiêu chuẩn quản lý mạng viễn thông TMN đang đ−ợc chú ý.
- 15 Việc bảo d−ỡng mạng truy nhập phải dựa trên việc đo các thông số điện của các đôi dây đồng nối tới khách hàng trong chế độ thời gian thực.
- Theo ph−ơng pháp thứ nhất, mỗi nút mạng truy nhập đ−ợc trang bị thiết bị đo thử và các kết quả đo đ−ợc sẽ đ−ợc hệ thống quản lý thu nhập, ph−ơng pháp này làm phát sinh chi phí đáng kể trong mỗi nút mạng.
- Ph−ơng pháp thứ hai sử dụng kỹ thuật gọi là bỏ qua số.
- Theo kỹ thuật này, tại mỗi đầu cuối mạng xa và kết cuối tổng đài có một thiết bị lấy mẫu sử dụng để chuyển đổi các thông số analog của đôi dây thuê bao sang dạng số và truyền về tổng đài, sau đó chuyển đổi ng−ợc lại thành tín hiệu analog để tạo ra sự mô phỏng chính xác và tập trung các mạch vòng thuê bao xa.
- Vòng thuê bao đ−ợc mô phỏng có thể đ−ợc kiểm tra bằng thiết bị đo thử của tổng đài đ−ợc tích hợp cùng hệ thống xác nhận sự cố.
- 1.2 Khả năng ứng dụng của thiết bị truy nhập mạng DTS-AN2000 trong mạng viễn thông Việt Nam 1.2.1 Tình hình mạng viên thông Việt Nam hiện nay Nhờ thực hiện chiến l−ợc số hoá mạng l−ới, mạng viễn thông Việt Nam đã đạt đ−ợc một b−ớc tiến rõ rệt, số l−ợng thuê bao tăng nhanh, chất l−ợng thông tin đ−ợc nâng cao đáp ứng đ−ợc nhu cầu xã hội.
- Tuy nhiên trong quá trình phát triển, do nhiều nguyên nhân mà mạng viễn thông Việt Nam đ−ợc hình thành với nhiều cấp, đặc biệt là các cấp d−ới tổng đài nội hạt tại trung tâm b−u điện tỉnh, thành phố, điều này gây rất nhiều khó khăn trong việc kết nối, quản lý và tính c−ớc.
- Tại cấp thành phố, tỉnh đ−ợc trang bị những loại tổng đài có dung l−ợng lớn gọi là các trạm HOST.
- Những tổng đài này rất đa dạng cả về chủng loại lẫn dung l−ợng nh− E10B, TDX1B, NEAX61, SIEMEN.
- Do vị trí địa lý của Việt Nam, 80 % dân số tập trung tại các vùng nông thôn, mật độ dân c− lại phân bố không đồng đều nên việc phát triển mạng viễn thông gặp rất nhiều khó khăn và phức tạp.
- Chính vì vậy mà mạng viễn thông Việt Nam hình thành ra cấp mạng thứ 2 và 3 trong nội tỉnh với những tổng đài có dung l−ợng nhỏ từ 512 số trở xuống.
- 16 Ngoài ra phần mạng giao tiếp trực tiếp với ng−ời sử dụng là các mạng cáp đồng nội hạt, bán kính vùng phục vụ của một tổng đài bị hạn chế do khả năng truyền tín hiệu của cáp đồng.
- ở các thành phố lớn vì lý do an toàn mà dung l−ợng của tổng đài HOST không thể quá lớn, điều này tạo ra nhu cầu về một số l−ợng lớn các tổng đài (nút chuyển mạch) trong khu vực có mật độ dân c− lớn, do đó làm nảy sinh sự phân tán trong quản lý và kém hiệu quả trong khai thác.
- Còn ở cấp d−ới của mạng, là những vùng dân c− rải rác với mật độ không cao, dung l−ợng tổng đài lại hạn chế với vài trăm thuê bao, số điểm cần phục vụ lại nhiều cho nên nảy sinh một l−ợng lớn tổng đài độc lập dung l−ợng nhỏ, việc kết nối tổng đài độc lập này cũng góp phần làm tăng số cấp của mạng.
- Cùng với nhu cầu l−u l−ợng ngày càng tăng, số l−ợng tổng đài độc lập đã trở thành khá lớn, lại nhiều chủng loại nên giải pháp này đã dần bộc lộ những nh−ợc điểm của nó: trao đổi báo hiệu lâu hơn, khó quản lý, khai thách và tính c−ớc không tập trung, từ đó gây ra giảm chất l−ợng dịch vụ đồng thời tạo thêm một lớp trong cấu trúc phân cấp mạng viễn thông làm cho cấu trúc mạng trở nên phức tạp.
- Trong những năm gần đây, nhiều hệ thống truy nhập đã đ−ợc nghiên cứu, thử nghiệm và đ−a vào khai thác để đáp ứng kịp thời nhu cầu phát triển của mạng viễn thông.
- Các thiết bị truy nhập đ−ợc đ−a vào khá đa dạng bao gồm cáp quang, cáp đồng và vô tuyến.
- Các hệ thống truy nhập quang đ−ợc khai thác trong mạng nội hạt của thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội và một số tỉnh chủ yếu là hệ thống DLC đời cũ: giao tiếp với tổng đài nội hạt bằng giao diện 2 dây t−ơng tự, đầu xa th−ờng phải cấp nguồn với công suất lớn.
- Dung l−ợng của hệ thống có thể là và 480, nếu ghép nhiều hệ thống có thể đạt 960 và 1920 số.
- Một vài thiết bị DLC tiêu chuẩn nh− SLIC-240 của AT& T, ASLMUX của ECI, FSX 2000 của Fuijitsu, MMX của Sagem.
- Hiện nay có một số hệ thống truy nhập quang với giao diện V5.2 đã đ−ợc thử nghiệm và đ−a vào khai thác: Fastlink của Siemens (Tại thành phố Hà Nội và thành 17 phố Hồ Chí Minh), và ELU của NEC (tại thành phố Hồ Chí Minh), hệ thống truy nhập của Alcatel (Tại thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh.
- Các thiết bị cáp đồng sử dụng kỹ thuật số xDSL (HDSL, ADSL, VDSL) đã đ−ợc khai thác ở nhiều tỉnh để tận dụng những đôi dây cáp đồng hiện có.
- Các thiết bị này đ−ợc kết nối với tổng đài bằng giao diện 2dây analog.
- Cự ly phục vụ của thiết bị th−ờng ngắn (không v−ợt quá 5 km).
- Các hệ thống truy nhập vô tuyến đ−ợc triển khai có qui mô lớn hơn so với những ph−ơng thức truy nhập khác gồm 2 chủng loại chính: WLL- cellular (Hệ thống truy nhập vô tuyến dựa trên công nghệ của di động tế bào) và WLL P- MP (hệ thống truy nhập vô tuyến dựa trên công nghệ vi ba điểm - đa điểm).
- Các hệ thống WLL P- MP cũng đ−ợc triển khai nhiều trên nhiều tỉnh.
- Ngoài ra các thiết bị truy nhập vô tuyến khác cũng đ−ợc sử dụng: CT10, PS Phone 02,04, VH301.
- mà thực chất là những thiết bị kéo dài đ−ờng dây thuê bao.
- Hầu hết các thiết bị này đ−ợc kết nối với tổng đài nội hạt bằng giao diện analog 2 dây nên các loại hình dịch vụ bị hạn chế và giá thành cao so với thuê bao cố định.
- Tuy nhiên, nhu cầu truy nhập Internet ngày càng lớn cả về thời gian lẫn số thuê bao, kết hợp với sự tăng nhanh của các nhu cầu dịch vụ mới dã đòi hỏi băng tần rộng hơn thì việc tìm kiếm ph−ơng án mạng truy nhập mới linh hoạt, hiệu quả và có thể khắc phục đ−ợc các khó khăn trong quản lý, bảo d−ỡng và các hạn chế về khả năng cung cấp dịch vụ (về chủng loại cũng nh− vùng phục vụ) của mạng cáp hiện tại là cần thiết.
- 1.2.2 Khả năng ứng dụng của DTS-AN2000 vào mạng viễn thông Việt Nam Từ tình hình mạng viễn thông hiện nay nh− đã nêu ở trên thì sự phát triển và ứng dụng mạng truy nhập vào trong mạng viễn thông Việt Nam là rất cần thiết.
- Nh−ng ứng dụng loại thiết bị truy nhập mạng nào mà không làm xáo trộn về cấu trúc mạng là một vấn đề khá phức tạp đối với những nhà khai thác mạng.
- Thiết bị truy nhập mạng DTS-AN2000 đ−ợc nghiên cứu thiết kế đựa trên sự tìm hiểu rất kỹ những nhu cầu thực tế của mạng viễn thông Việt Nam.
- Do đó nó khắc phục đ−ợc hầu hết những tồn tại khó giải quyết của mạng viễn thông Việt Nam.
- Về giải pháp kỹ thuật Nh− chúng ta đã biết, các tổng đài Host của mạng viễn thông Viêt Nam hiện nay mới đang nâng cấp có giao diện V5.2, và hầu hết vẫn đang dùng những đ−ờng trung kế liên đài sử dụng báo hiệu R2.
- Do đó việc nghiên cứu chế tạo thiết bị truy nhập mạng có cấu trúc lai ghép để t−ơng thích với những tổng đài Host hiện nay là rất cần thiết.
- Thiết bị DTS 2000 AN bao gồm hai phần.
- Phần trung tâm đ−ợc thiết kế có cấu trúc giống nh− một tổng đài độc lập có giao diện V5.x để quản lý các trạm thuê bao của mạng truy nhập.
- Phần trung tâm sẽ cung cấp một giao diện V5 với 16 luồng E1, đồng thời nó cũng cung cấp những đ−ờng trung kế liên đài với báo hiệu R2 để đấu nối với tổng đài Host.

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt