Tài liệu Tổng quan các lĩnh vực trong viễn thông (phần 2) pdf

Tổng quan các lĩnh vực trong viễn thông (phần 2)
Nguồn : blogthongtin.info 
d. Mạng viễn thông
Thông thường, thông tin trao đổi giữa hai thực thể (source và sink) sẽ được truyền qua
nhiều thực thể trung gian để tạo thành một đường nối (logical link) giữa 2 thực thể này.
Tất cả các thực thể tham gia cấu thành cho quá trình trao đổi thông tin này tạo thành một
mạng (network) viễn thông.

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

Hình 5: Kiến trúc mạng viễn thông
Nhìn về kiến trúc mạng, ta có thể dễ dàng phân biệt 2 mạng: mạng truy cập (access
network) và mạng lõi (core network/ transport network). Sự phân chia này khá rõ ràng
trong mô hình mạng tế bào.
- Mạng lõi/trục: Khuynh hướng phát triển của mạng lõi sẽ là mạng IP (IP-based core) để
cho phép nối kết nhiều công nghệ mạng truy cập khác nhau lại với nhau dễ dàng và bởi vì
thông tin trong tương lai sẽ hoàn toàn ở dạng gói. Vấn đề của mạng lõi là làm thể nào để
chuyển gói thông tin th
ật nhanh (hàng trăm Gbps trở lên). Ý tưởng chủ đạo để thực hiện
điều đó là cắt gói thông tin thành từng gói nhỏ (giống trong ATM), hoặc thực hiện
routing ở mức độ thấp hơn IP chẳng hạn dựa vào label như trong MPLS, hoặc VCI/VPI
trong ATM, hoặc Ethernet. Bên cạnh người ta cũng đưa khái niệm chất lượng dịch vụ

(Quality of Service) vào trong mạng lõi (DiffServ, Intserv, RSVP…). Một ví dụ về mạng
lõi hội tụ các mạngATM, Ethernet, Voice, Frame Relay, IP nhờ vào MPLS đượ
c thể hiện
ở hình 6. Lớp vật lý trong mạng lõi sử dụng các kỹ thuật truyền cáp quang như SDH,
SONET, WDM để có thể vận chuyển thông tin với tốc độ cao.

Hình 6: Mạng lõi trong tương lai sử dụng MPLS
- Công nghệ Internet: Internet có thể được xem như là một mạng công cộng ở tầm thế
giới dựa trên công nghệ IP (Internet Protocol). Tên Internet được sử dụng vào năm 1983
để chỉ mạng ARPANET, mạng được xây dựng từ những năm 70’s (thời kỳ chiến tranh
lạnh) bởi Hoa Kỳ với mục đích dùng cho liên lạc trong quân đội. Nhiệm vụ của mạng
ARPANET là làm thế nào vẫn hoặ
t động được nếu một phần của mạng bị hỏng, đặt trong
bối cảnh bị tấn công hạt nhân của Liên Xô. Từ đó mạngInternet đã không ngừng phát
triển. Điểm khác biệt của Internet và mạng điện thoại thời bấy giờ là trong Internet thông
tin sẽ được đóng thành gói (packet) và không cần thiết phải tạo một circuit (mạch) nối
giữa 2 thực thể liên lạc đầu và cu
ối.Internet hoặc động trên mô hình lớp (7 lớp) với nhiều
giao thức khác nhau. Trong công nghệ mạng IP, người ta càng ngày càng quan tâm đến
chất lượng dịch vụ: giao thức QoS, điều khiển tắt nghẹn mạng (congestion), điều chỉnh
lưu thông traffic trong mạng, đặt/thuê trước tài nguyên mạng (RSVP),…. Cũng nhằm
hướng đến một chất lượng dịch vụ tốt hơn các router, switch tốc độ cực nhanh (ultra-high
speed) cũng đang được quan tâm nghiên c
ứu. Kéo theo là các nghiên cứu và ứng dụng
hiệu quả lý thuyết hàng đợi nâng cao, phân bố công việc nâng cao trong các thiết bị viễn
thông. Bên cạnh Internet tốc độ cao, Internet di động (mobile) là một nhu cầu cấp thiết:
Internet không dây, VoIP di động (Skype, SIP, H323, MEGACO), quản lý di động
(Mobile IP, Mobike, IKEv2, IPv4-IPv6 translation). Gần đây, các kỹ thuật P2P (peer-to-
peer) (chia sẻ thông tin ngang hàng) như Kazza, Bittorent, Skype, P2P TV…nhận được
sử hưởng ứng mạnh mẻ của người dùng.

- Công nghệ mạng di động không dây: Công nghệ mạng di động ngày càng phát triể
n
mạnh mẻ. Mỗi mạng di động phát triển nhằm vào những đối tượng người dùng khác
nhau, những ứng dụng khác nhau. Các công nghệ nổi bật:
+Đầu tiên phải kể đến là mạng tế bào (cellular):Mạng tế bào phát triển thông qua các thể
hệ từ 1G đến beyond 3G. Mạng di động thể hệ thứ 3G (UMTS, CDMA2000) đang được
triển khai rộng khắp. Tuy nhiên nhiều nghiên cứu đang hướng về mạng thể hệ 3.9G (gẫn
4G) như 3G LTE của 3GPP và UMB của 3GPP2. Mục đích là tăng tốc độ truyền thông
tin lên tầm hàng trăm Mbps.
+ Mạng satellite được dùng thay thể cho cáp dưới biể
n và dùng cho liên lạc ở những nơi
mà không thể triển khai hạ tầng mạng (liên lạc đến các tàu trên đại dương, trên sa
mạc…). Satellite còn dùng cho định vị ở ngoài trời (GPS).
+ Mạng WLAN 802.11: Hiện tại trên thị trường chỉ tìm thấy mạng 802.11a/b/g còn các
chuẩn khác như i/k/l/m/n/f/e… nhiều chuẩn đã hoàn tất giai đoạn hóa và đang trong qua
trình đưa ra thị trường và cũng nhiều chuẩn đang trong giai đoạn nghiên cứu và chuẩn
hóa.
+ Mạ
ng WIMAX , WiBro (802.16): Phiên bản cố định (802.16d) đang trong giai đoạn
thử nghiệm và triển khai ở một số nước, phiên bản di động (802.16e) đã được chuẩn hóa
xong và IEEE đang bắt tay vào nghiên cứu và chuẩn hóa 802.16j (relay Wimax).
+ Mạng Wireless Personal Area Network (WPAN): Mạng này hoạt động ở khỏang cách
tầm vài mét trở lại như Bluetooth (802.15.1), Zigbee (802.15.4), RFID, mạng băng thông
cực rộng UWB (Ultra Wideband) (802.15.3). Vấn đề giải quyết giao thoa RF là một trong
những vấn đề mà WPAN cần phải giải quy
ết. Bên cạnh người ta cũng đang ứng dụng
mạng WPAN vào việc định vị trong nhà (indoor) vì GPS chỉ cho phép định vị outdoor.
+ Mạng adhoc và cảm biến: Ứng dụng của nó ngày càng rộng rải, trong quân đội, trong
đời sống hằng ngày, trong y tế, trong quản lý môi trường… Một số vấn đề nổi cộm của
mạng adhoc và cảm biến là routing, khả năng tự hiệu chỉnh (reconfigurable), bảo mật và

tiết kiệm nă
ng lượng.
+ Mạng 4G: Do có nhiều mạng khác nhau, khuynh hướng tiếp theo sẽ là hội tụ tất cả
chúng lại để phục vụ người dùng một cách tốt hơn. Lý do hội tụ là vì không có bất kỳ
công nghệ nào có thể đáp ứng tất cả các nhu cầu như: tốc độ truyền thông tin cao, chất
lượng dịch vụ cao, vùng phủ sóng lớn, thích ứng cho người dùng khi di chuyển với tốc độ
cao, giá thành rẻ… Tuy theo từ
ng ứng dụng sẽ có một loại hình mạng thích ứng. Tương
lai viễn thông đang phát triển theo hướng hội tụ: thiết bị đầu cuối (terminal) phát triển
theo hướng tất cả trong một (one-in-all), mạng phát triển theo hướng hội tụ theo nhiều
mức độ khác nhau.
Các vấn đề liên quan đến mạng không dây di di động được đề cập đến ở đây
e. Bảo mật
Trong viễn thông vấn đề bảo mật ngày càng trở nên quan trọng và thiết yếu. Bảo mật có
thể chia thành 2 mảng chính, đó là bảo mật cho mạng (network security) và mã hóa
(cryptology). Ngành mã hóa là một ngành khoa học lâu đời. Trong kỷ nguyên hiện đại,
mã hóa được xây dựng dựa trên các lý thuyết tóan học phức tạp về số nguyên tố, định lý
fermat, hay gần đây là dựa vào đường elip, lượng tử (Quantum)… Cùng với sự phát triển
vượt bật của tốc độ
tính toán, các thuật tóan mã hóa ngày càng phải được cải tiến để
chóng lại việc bẻ khóa bằng thuật tóan tìm kiếm exhaustive. Trong suốt quá trình liên lạc,
thông tin cần phải được mã hóa sao cho chỉ có 2 thực thể đang liên lạc với nhau có thể
giải mã được thông tin ấy còn các thực thể trung gian chỉ có thể đọc được địa chỉ để
chuyển thông tin đi. Mã hóa có thể tham gia vào quá trình thông ở nhiều mức độ khác
nhau: sóng radio, thông tin góiIP,… Trong mạng viễn thông, nhiều giao thức đượ
c
nghiên cứu và hình thành nhằm đáp ứng nhu cầu bảo mật trong liên lạc như: SSL/TLS,
IPsec, VPN, Radius/Diameter, EAP….Mỗi một công nghệ mạng di động có một cơ chế
bảo mật riêng. Một số vần đề bảo mật trong mạng là làm thế nào để thực hiện các quá
trình xác thực (authentication và identification) các thực thể trong mạng nhanh, giảm

khối lượng thông tin trao đổi (overhead) giữa các thực thể, giải quyết bài toán bảo mật
trong mạng hội t
ụ…