Category: Công Nghệ – Môi Trường

Đồ án Công nghệ chế biến sữa bột

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Báo cáo bài tập lớn Kĩ thuật phần mềm và ứng dụng Quản lý tiền điện

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/%C4%90%E1%BB%93-%C3%A1n-C%C3%B4ng-ngh%E1%BB%87-ch%E1%BA%BF-bi%E1%BA%BFn-s%E1%BB%AFa-b%E1%BB%99t.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Đồ án Công nghệ chế biến sữa bột

MỞ ĐẦU

Sữa là thức ăn tự nhiên có giá trị dinh dưỡng hoàn hảo được vắt từ vú động vật. Sữa chứa hầu hết các chất dinh dưỡng cần thiết cho người như protein, gluxit, lipit, vitamin, các muối khoáng. Những hợp chất này rất cần thiết cho khẩu phần thức ăn hằng ngày của con người. Do đó các sản phẩm từ sữa có một ý nghĩa quan trọng đối với dinh dưỡng của con người nhất là đối trẻ em, người già và người bệnh. Từ sữa, người ta có thể sản xuất ra nhiều loại thực phẩm khác nhau như sữa bột, sữa cô đặt, sũa lên men, pho mai, bơ, kem…

Trong đó, sữa bột thời gian bảo quản rất dài, các nhà sản xuất tiết kiệm được một phần lớn cho chi phí vận chuyển sữa do sản phẩm có khối lượng giảm đi nhiều lần khi ta so sánh với nguyên liệu sữa tươi ban đầu. Sữa bột có một tính chất quan trọng nhất đó là độ hoà tan.

Sữa bột đã xuất hiện từ lâu đời trên thế giới: từ thế kỉ 13-14 người Mông Cổ đã sấy sữa dưới ánh nắng mặt trời. Năm1902 Just Hatmaker đã phát minh ra thiết bị sấy trục để sản xuất sữa bột.Thị trường Việt Nam hiện nay có hai nhóm sản phẩm là sữa bột nguyên kem và sữa bột gầy thời gian bảo quản sữa bột nguyên kem là 6 tháng, sữa bột gầy lên đến 3 năm.

Sữa bột không những được sử dụng tại gia đình để pha chế mà còn là nguyên liệu quan trọng trong nhiều nghành công nghiệp khác nhau như trong sản xuất sữa tái chế và các sản phẩm chế biến từ sữa như: sữa lên men, sữa cô đặc, kem…trong công nghiệp sản xuất bánh nướng, công nghiệp sản xuất kẹo, chocolate, sôcôla, xúc xích.

Ở trong đồ án này em sẽ đề cập đến một số vấn đề sau: nguyên liệu sữa, vi sinh vật trong sữa, quá trình công nghệ sản xuất sữa bột, thiết bị chính trong sản xuất sữa bột .

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. NGUYÊN LIỆU SỮA

1.1.1. Giới thiệu về sữa bò

Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non. Nắm được điều này nghành công nghiệp chế biến sữa đã sản xuất ra nhiều sản phẩm dựa trên ba nguồn nguyên liệu chính: sữa bò, sữa cừu, sữa dê. Ở nước ta sữa bò là chủ yếu.

Sữa là một chất lỏng đục. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein, một số khoáng tạo nên. Màu sắc của sữa chủ yếu phụ thuộc vào hàm lượng -caroten tạo nên. Sữa bò thường có màu sắc từ trắng đến vàng nhạt. Sữa gầy thường trong hơn và ngả màu xanh nhạt. Sữa bò có mùi đặc trưng và vị ngọt nhẹ.

1.1.2 Thành phần cửa sữa

Sữa là một hỗn hợp bao gồm các thành phần chính: nước, lactose, protẹin, một số chất béo. Ngoài ra sữa còn chứa một số khác với hàm lượng nhỏ như các hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamin, hooc mon, chất màu và khí. Hàm lượng các chất trong sũa có thể giao động trong một khoảng rộng.

1.1.2.1 Nước:

– Nước tự do chiếm 96 – 97% tổng lượng nước.Nó có thể được tách trong quá trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hoá học với chất khô. Khi bảo quản sữa bột, nước tự do xâm nhập vào làm cho sữa bột bị vón cục.

– Nước liên kết chiếm một tỉ lệ nhỏ, khoảng 3 -4%. Hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào các thành phần nằm trông hệ keo: protein, các phosphatit, polysacarit.

1.1.2.2 Đường lactose:

Glucid của sữa là lactoza hay còn gọi là đường sữa, trung bình mỗi lít sữa chứa 50g trong một lít sữa. Lactose là một đisaccaride do một phân tử glucose và một phân tử galactose liên kết tạo thành. Lactza trong sữa có ý nghĩa quan trọng vì nó dễ bị một số vi sinh vật gây lên men tạo acid lactic và các sản phẩm khác như acetin, metin, diacetin tạo nên mùi vị của các sản phẩm sữa.

Trong sữa đường lactose tồn tại dưới hai dạng :

– Dạng-lactose mono hydrat C₁₂H₂₂O_11.H₂O

– Dạng-lactose anhydrous C₁₂H₂₂O₁₁

Ở 20^oC : 40% và : 60%. Khi thây đổi nhiệt độ thì có sự chuyển đổi từ dạng sang dạng và ngược lại.

Bảng 1.1 Tỷ lệ hàm lượng giữa -lactose monohydrate và -lactose anhydrous trong sữa phụ thuộc vào giá trị PH và nhiệt độ của sữa :

Nhiệt độ dung dịch (^oC)	15	20	50	70	90
Tỷ lệ thành phần -lactose monohydrate và-lactose anhydrous	1:1.63	1:1.59	1:1.51	1:1.45	1:1.40

Trong sữa đường Lactose ở dạng hoà tan và là đường khử. Độ ngọt của lactose thấp hơn nhiều so với các đisaccaride và monosacride khác (kém 30 lần sacaroza). Lactose có thể bị thuỷ phân thành hai đường monosacaride là glucose và galactose do Enzym-galactosedase.

C₁₂H₂₂O_{11 +}H₂O thuỷ phân +

Ngoài ra trong sữa bò còn chứa các đường khác nhưng với hàm lượng rất thấp

1.1.2.3 Các hợp chất có chứa Nitơ:

Thành phần các hợp chất có chứa nitơ trong sữa được trình bày trong bảng:

Các hợp chất chứa nitơ trong sữa bò (100%)

a. Casein:

Casein là nhân tố quan trọng nhất của protid trong sữa, là thành phần protein chủ yếu có trong sữa và là các hạt hình cầu có kích thước 40 – 200µm. Chúng tồn tại dưới dạng micelle. Mỗi micelle chứa 65% nước, phần còn lại là các loại caseinvà khoáng (canxi, magie, photphate, citrate), casein chiếm 2,7%. Là protein có tính axit vì phân tử của chúng chứa nhiều gốc axit glutamic và axit aspartic.

-casein: Do sự phân bố điện tích và các phần ưa béo không đồng đều trên phân tử protein nên một đầu mạch -casein tích điện có tính ưa nước, còn đầu mạch kia có tính kị nước.

-casein: có tính ưa nước cao nhất trong các loại casein do phân tử của nó chứa nhiều nhóm photphoryl và gốc cation.

-casein: có tính ưa béo cao nhất.

-casein: chỉ chứa một gốc phosphoryl, có tính lưỡng cực. Đầu amino của phân tử protein thì ưa béo còn đầu cacboxyl, nơi liên kết với nhóm gluxit lại ưa nước.

-casein: và-casein là những sản phẩm của quá trình thuỷ phân -casein từ máu động vật.

b. Prôtêin hoà tan:

Albumin 0,4% và Glubulin 0,2% bị đông tụ khi đun nóng sữa lên đến 80^oC.

-lactoglobulin: -lactoglobulin có dạng hình cầu, ít tương tác hoặc kết hợp với các phân tử khác, chiếm 2,5- 4g/l.

-lactalbumin: có 0,8-1,5g/l, trong mỗi phân tử có chứa một nguyên tử caxi. Thành phần các acid amin trong phân tử của nó rất cân đối, điểm đẳng điện ở PH =5,1 không bị đông tụ bởi men sữa.

Peptone-protose: bao gồm những phân đoạn protein khác nhau ( 0,8-1,5g/l)

Immunoglobulin: trong sữa bò có ba loại là IgG, IgA, IgM. Trong đó IgG có hàm lượng cao nhất, IgA có chức năng chống nhiễm trùng đường ruột (0,5-0,8g/l).

Serum-albumin: là protein có phân tử lượng lớn có nguồn gốc từ máu rất mẫn cảm với nhiệt độ.

Ngoài ra trong sữa còn có protein màng, hàm lượng của chúng rất thấp.

c. Enzym:

Enzym do tuyến vú tiết ra hoặc do vi sinh vật trong sữa tổng hợp nên. Sự có mặt của các enzym là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hoá học của sữa trong quá trình bảo quản, dẫn đến làm giảm chất lượng hoặc hư hỏng sữa. Nhưng một số Enzym trong sữa có vai trò kháng khuẩn như lactoperoxydase, lysozyme. Hàm lượng vi sinh vật càng nhiều thì thành phần enzym càng đa dạng và hoạt tính càng cao, có hơn 60 Enzym trong sữa.

Lactoperoydese: Enzym này xúc tác phản ứng chuyển hoá oxy từ H₂O₂ đến các chất oxy hoá khác, có PH tối thích là 6,8, hàm lượng trung bình trong sữa là 30mg/l, bị vô hoạt hoá ở 80 ^oC trong vài giây.

Catalase: Enzym này luôn có trong sữa do tuyến vú tiết ra, nó xúc tác phản ứng phân huỷ H₂O₂ thành nước và oxy tự do. Sữa nhiễm vi sinh vật thường có hoạt tính catalase rất cao, có PH tối thích 6,8-7. Catalase bị vô hoạt ở 75 ^oC trong thời gian một phút, 65 – 68 ^oC sau 30 phút.

Lipase: Enzym quan trọng nhất trong sữa được kí hiệu là mLPL, là một glycoprotein, PH tối thích là 8.9, hàm lượng trong sữa chỉ khoảng 1-2mg/l, nó chỉ xúc tác thuỷ phân liên kết ester trong cơ chất triglycerid ở dạng nhũ tương tại bề mặt tiếp xúc pha giữa chất béo và nước, làm tích luỹ các axit béo tự do trong sữa, quá trình phân giải tiếp theo các axit béo này làm cho sữa và sản phẩm từ sữa có vị đắng, mùi ôi khét và mùi kim loại .

Phosphatase : Chúng xúc tác thuỷ phân liên kết ester giữa axit phosphoric và glycerin, có hai dạng:

Phosphatase kiềm có PH tối thích là 9,6 có khả năng tái hoạt hoá. Bị thuỷ phân ở 30 ^oC trong 30 phút hoặc 80^oC tức thì.

Phosphatase acid : Enzym này có PH tối thích là 4,7 và là enzym bền nhiệt nhất trong sữa. Để vô hoạt hoá hoàn toàn ta cần gia nhiệt sữa đến 96 ^oC trong 5 phút, bị vô hoạt bởi NaF

Trong suốt chu kì tiết sữa bò, hoạt tính phosphatase axit trong sữa khá ổn định, phosphatase kiềm tăng dần vào cuối chu kì tiết sữa.

Lysozym: bền về nhiệt, xúc tác phản ứng thuỷ phân liên kết giữa acid muramic và glusamine của mucopolysaccride trong màng tế bào vi khuẩn, từ đó gây phân huỷ tế bào. Lysozym có PH tối thích là 7,9, hàm lượng trung bình 130µg/l.

Proteaza :Enzym này xúc tác phản ứng thuỷ phân protein. Có hai loại protease: proteaza kiềm và proteaza acid. Chúng thường liên kết với casein và cũng bị kết tủa ở PH = 4.6, proteaza axit có PH tối thích 4,0, còn protease kiềm là 7.5 – 8.0. Chúng bị vô hoạt hoàn toàn ở 80^oC sau 10 phút.

1.1.2.4. Chất béo: Chiếm 3,78 %, 25 -45 g/l, gồm Lipit đơn giản chiếm 35-45g, dễ tiêu hoá. Lipit đơn giản gồm cacbon, hydro và oxy và Lipit phức tạp chiếm 0,3-0,5%; có cacbon, hydro, oxy, photpho, nitơ, lưu huỳnh.

Bảng 1.2 Thành phần chất béo có trong sữa bò:

Thành phần	Hàm lượng (% so với tổng khối lượng chất béo)	Ghi chú
Lypid đơngiản -Glyceride: triglyceride Diglyceride Monoglycerride -Cholesteride -Ceride	98,5 95-96 2-3 0,1 0,03 0,02	Ester của acid béo và cholesterol Ester của acid béo và rượu cao phân tử
Lipid phức tạp	1,0
Các hợp chất tan trong chất béo – Cholesterol – Acid béo tự do – Hydrocarbon – Vitamin A,D,K,E – Rượu	0,5 0,3 0,1 0,1 vết vết

Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu, đường kính dao động từ 0.1-0.2m. Trong 1ml sữa có khoảng 10-15 tỷ hạt cầu béo. Do đó người ta có thể xem sữa là hệ nhũ tương dầu trong nước. Các màng này có vai trò làm bền hệ nhũ tương trong sữa.

Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu là glyceride, phospholipit, protein, axit nucleic, enzym, các nguyên tố vi lượng, nước.

Nếu ta không đồng hoá sữa trong thời gian bảo quản thì các hạt cầu béo có xu hướng kết hợp lại với nhau. Khi đó trong sữa sẽ tồn tại hai pha tách biệt: pha trên cùng với thành phần chủ yếu là lipit; pha dưới với các thành phần có tỉ trọng lớn là nước và một số chất hoà tan trong sữa.

1.1.2.4 Khoáng :

Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8-10g/l. Các muối trong sữa dạng hoà tan hoặc dung dịch keo dễ bị phá vỡ bởi nhiệt độ và PH, các muối khoáng trong sữa hầu hết ở dạng dễ đồng hoá.

Trong số các nguyên tố khoáng trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là Ca, P, Mg, K. MỘt phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle phần còn lại tồn tại dưới dạng muối hoà tan trong sữa.

Các nguyên tố khác như: K, Na, Cl… đóng vai trò chất điện ly. Ngoài ra trong sữa còn có các nguyên tố khác như Zn, Al, I, Cu, Mn, Ag… chúng cần thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người.

1.1.2.5 Vitamin

Tuỳ theo khả năng hoà tan trong nước hay trong chất béo chia các vitamin trong sữa chia làm hai nhóm:

Vitamin hoà tan trong nước: B₁, B₂,B₃, B₅, B₆, C, H …

Vitamin hoà tan trong chất béo: A, D, E

Nhìn chung hàm lượng các vitamin nhóm B trong sữa bò thường ổn định. Nhưng hàm lượng vitamin tan trong chất béo lại bị ảnh hưởng sâu sắc bởi thành phần thức ăn và điều kiện thời tiết.

Bảng 1.3 Thành phần các vitamin trong sữa

Vitamin

mg/l

Vitamin

0,3

0,001

1,4

0,4

1,7

0,5

0,005

0,04

0,05

1.1.2.6. Hormone

Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng của động vật. Trong sữa bò có nhiều loại hormone được chia làm ba nhóm: proteohormone, hormone peptide, hormone steoride.

1.1.2.7. Các hợp chất khác:

Trong sữa bò còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO₂, O₂ và N₂. tổng hàm lượng của chúng chiếm 5-6% thể tích sữa hay khoảng 70ml/lit trong đó 50-70% là , 5 – 10% là oxy và 20 – 30% là nitơ. Sữa mới vắt ra chứa một lượng lớn khí, sau đó sẽ giảm dần và đạt mức bình thường, trong các loại khí này thì chỉ có oxy là ảnh hưởng xấu vì nó có thể là nguyên nhân phát triển của các quá trình oxy hoá. Khi gia nhiệt thì xuất hiện hiện thượng bài khí khiến cho độ axit của sữa giảm. Các chất khí trong sữa thường tồn tại ở ba dạng: dạng hoà tan, dạng liên kết, dạng phân tán. Sắc tố xanh clorophin, màu trắng do sự khuyếch tán ánh sáng bởi mĩen protêin.

1.2. HỆ VI SINH VẬT TRONG SỮA

Bao gồm các loại có lợi và các loại có hại, nguồn gốc của vi sinh vật trong sữa xuất phát từ: Bầu vú của động vật cho sữa, người vắt sữa, thiết bị vắt sữa, thiết bị chứa, môi trường chuồng trại nơi diễn ra quá trình vắt sữa và trong sản phẩm chế biến sữa.

1.2.1 Các vi sinh vật bình thường của sữa:

sống trong sữa ở điều kiện bình thường, có thể nhiễm nội sinh hoặc ngoại sinh và chủ yếu là vi khuẩn.

1.2.2.1 Procaryote:

Vi khuẩn lactic:

Vi khuẩn lactic có dạng hình cầu hoặc hình gậy đứng riêng lẻ hoặc tạo chuỗi, Gram (+) không có bào tử, không di động, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 25-47 ^oC. Hô hấp yếm khí tuỳ tiện hoặc hiếu khí, không sinh calataza, không phân huỷ , không khử nitrat, không phân giải protêin trong sữa, lên men đường tạo thành axit lactic và các sản phẩm khác. Để tồn tại trong sữa, vi khuẩn lactic tổng hợp năng lượng ATP từ cơ chất lactose.

Có hai nhóm vi khuẩn lactic: vi khuẩn lactic đồng hình và vi khuẩn lactic dị hình .Trong một số sản phẩm từ sữa như phô mai, bơ, yoghurt người ta sử dụng vi khuẩn lactic để thực hiện một số chuyển hoá cần thiết . Còn các vi khuẩn lactic có mặt trong sữa tươi sau khi vắt được xem là VSV tạp nhiễm. Chúng sẽ tạo ra những chuyển hoá ngoài ý muốn của nhà sản xuất trong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến, làm thay đổi thành phần và giá trị cảm quan của sữa.

Các vi khuẩn sinh hương: Gồm nhóm vi khuẩn trong quá trình hoạt động có khả năng tạo trong sữa các axit bay hơi như axt acetic, axit propyonic và nhiều chất thơm(diacetin, các ete). Các vi khuẩn sinh hương gồm có streptococcus citrovorus phát triển ở nhiệt độ thích hợp là 30^oC. Streptococcus paracitrovorus và Streptococcus dicetalactis nhiệt độ thích hợp để phát triển là 35^oC có khả năng tạo diacetin cho sản phẩm có mùi dễ chịu. Các vi khoẩn này gây đông tụ sữa sau 16 – 18 giờ.

Các vi hkuẩn gây đắng: (Streptococcus liquefaciens): nhiệt độ thích hợp 30^oC, có khả năng tạo các axit, tạo enzym đông tụ sữa. Enzym và axit này tác dụng đồng thời lên protêin của sữa làm cho sữa đặc lại thành cục và độ axit giảm, loại này phát triển trong sữa gay ra quá trình pepton hoá do đó tạo vị đắng khó chịu cho sản phẩm.

Vi khuẩn coliform:

Coliform thuộc nhóm vi khuẩn Gram (-), kị khí tuỳ tiện,nhiệt độ sinh trưởng tối ưu:30 ÷ 44 ^oC.

Trong sữa, vi khuẩn coliform sẽ chuyển hoá đường lactose tạo axit lactic và các hợp chất hữu cơ khác, khí CO₂ _,H₂… Chúng làm phân giải protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khác làm cho sữa có mùi khó chịu. Ở 75 ^oC trong khoảng 20 giây vi khuẩn colifrom sẽ bị tiêu diệt hoàn toàn.

Vi khuẩn sinh acid butyric (clostridium)

Là vi khuẩn Gram(+) thuộc nhóm kị khí bắt buộc, có khả năng sinh bào tử. Nhiệt độ sinh trưởng tối thích là 37^oC. Vi khuẩn clostrudium chuyển hoá dường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như các axit hơi, acid butyric, butalnol, etalnol, ,…làm sữa có mùi khó chịu, làm thay đổi thành phần hoá học của sữa và giá trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản. Có khả năng tạo bào tử và có khả năng chịu nhiệt cao.

Vi khuẩn propionic

Chúng có hình cầu, xếp thành đôi trong hoặc chuỗi, Gram(+)thuộc nhóm kị khí không bắt buộc. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu là 30 ^oC. Vi khuẩn propionic chuyển hoá đường thành axit propionic, axit acetic, khí CO₂ … làm hư hỏng thực phẩm, nhiệt độ phát triển thích hợp là 30-35 ^oC có khả năng sinh vitamin . Hầu hết các vi khuẩn propionic bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75^oC trong thời gian 20 giây.

Vi khuẩn gây thối:

Đó là các vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp protease ngoại bào trong môi trường sữa, không gây lên men đường sữa, là vi khuẩn sinh bào tử, có khả năng sinh ezym protease xúc tác quá trình thuỷ phân protein tạo ra các sản phẩm polypeptit, peptit, acid amin. Các acid amin tiếp tục bị phân huỷ ttạo NH₃, H₂S … làm cho sữa có mùi khó chịu.

1.2.2.2. Eucaryote

Nấm men:

Là những cơ thể đơn bào có hình cầu, oval, hoặc hình trứng. Chúng phát triển trong sữa và gây ra những biến đổi về thành phần hóa học trong sữa, gây phản ứng lên men đường lacto tạo và rượu. Một số nấm men thuộc họ Mycoderma có khả năng tạo enzym phân huỷ protêin, lipit làm cho các sản phẩm sữa có vị đắng khó chịu.

Nấm sợi:

Có dạng hình sợi phân nhánh. Hầu hếtcác nấm sợi thuộc nhóm hiếu khí bắt buộc, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 20-30 ^oC. Việc nhiễm nấm sợi vào sữa gây nhiều khó khăn trong sản xuất các sản phẩm từ sữa đặc biệt trong sản xuất pho mai và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Có khả năng phân giải protêin, lipit làm cho sữa có vị đắng. Chúng phát triển sau nấm men nên chỉ có trong sữa đã hư hỏng nặng.

1.2.2 Hệ vi sinh vật không bình thường trong sữa:

Sữa bị axit hoá: Do sự biến đổi lactoza thành acid lactic là do Streptococcus lactic, Micrococcus

Sữa bị phân giải protêin: một số nấm như Geotrichum, Penicillium, Mucor có khả năng phân giải acid lactic dẫn đến đạm dễ bị thoái hoá.

Micrococcus caseiamara, nấm men torula amara làm cho sữa đắng, bị ôi.

1.3. BẢO QUẢN SỮA TRƯỚC KHI CHẾ BIẾN

Sữa là một hỗn hợp chứa nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ khác nhau. Trong quá trình bảo quản, các hợp chất sữa sẽ bị biến đổi dẫn đến sự thay đổi về chất lượng của sữa. Các tế bào VSV là nguyên nhân dẫn đến các biến đổi về thầnh phần các chất có trong sữa.

Để hạn chế các biến đổi làm hư hỏng chất lượng sữa chúng ta cần tiến hành làm lạnh nhanh sữa, nhiệt độ bảo quản không được lớn hơn 4 ^oC. Ngoài ra, hàm lượng VSV trong sữa phải dược khống chế ở mức thấp nhất. Những va chạm cơ học mạnh, sự tiếp xúc của oxy và ánh sáng mặt trời với sữa phải được hạn chế nhằm bảo toàn các chỉ tiêu cảm quan, hoá học và hoá lý trong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến.

Ngoài vi sinh vật còn có các tạp chất khác nhau như rơm, phân, kim loại, lông, bụi bặm…cần được loại ra khỏi khối sữa bằng cách lọc.

Chương 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT

2.1. NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN SUẤT SỮA BỘT

Nguyên liệu để sản xuất sữa bột là sữa tươi nguyên cream hoặc sữa gầy. Sữa nguyên là sản phẩm được chế biến từ sữa tươi không hiệu chỉnh hàm lượng chất béo . Sữa gầy là sản phẩm được chế biến từ sữa tươi được tách bớt một phần chất béo. Để sản phẩm có chất lượng ổn định, các yêu cầu về chỉ tiêu hoá lý, vi sinh và cảm quan cho nguyên liệu cũng khắt khe như đối với nhóm chỉ tiêu vi sinh, tổng số tế bào trong 1l sữa trước khi cô đặc và sấy không vượt quá 3000-5000. Để đạt được yêu cầu này sữa nguyên liệu phải qua theo một quy trình riêng nhằm làm giảm tổng số tế bào sinh dưỡng và bào tử có trong sữa. mỗi cơ sở sản xuất sẽ tự thiết lập yêu càu chỉ tiêu chất lượng sữa nguyên liệu cho quy trình chế biến đang được áp dụng cho nhà máy.

Ngoài nguyên liệu chính là sữa tươi hoặc sữa gầy, người ta còn áp dụng một số phụ gia trong sản xuất sữa bột như chất ổn định (polyphosphate, orthophosphate của Na, K, Ca) chất tạo nhũ lecithine, chất chống oxy hoá. Muối phosphate có chức năng kàm ổn định cấu trúc hạt sữa, chống oxy hoá và cải thiện độ hoà tan của sản phẩm.

Chế biến sữa bột rất có lợi về kinh tế bởi chất khô tăng cao tiết kiệm bao bì và vận chuyển dễ dàng. Các dạng sữa bột hiện có: sữa bột nguyên kem, sữa bột tan nhanh, sữa bột gầy.

2.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN SUẤT SỮA BỘT NGUYÊN CREAM

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột nguyên cream

2.2.1. Chuẩn hoá:

Quá trình chuẩn hoá sữa nhằm hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong nguyên liệu và được thực hiện trên dây chuyền tự động bao gồm máy ly tâm, bộ phận phối trộn, các dụng cụ đo (lưu lượng kế, tỷ trọng kế …) bơm và thùng chứa. Sữa bột nguyên cream có hàm lượng chất béo 26-33%, sữa bột gầy có hàm lượng chất béo 1%.

2.2.2. Thanh trùng:

Nhằm làm giảm số VSV trong sữa đến mức thấp nhất, đồng thời vô hoạt các enzym, đặc biệt là nhóm enzym bền nhiệt lipase, làm thay đổi tính chất của prôtein. Thanh trùng thường được thực hiện ở 80-85 ^oC trong vài giây. Quá trình thanh trùng sữa được thực hiện trên thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng.

Để tổng số vi khuẩn đạt được theo yêu cầu các nhà máy còn sở dụng thêm phương pháp ly tâm hoặc vi lọc để tách bớt các VSV ra khỏi sữa. Quá trình ly tâm được thực hiện ở nhiệt độ 55-60 ^oC. Sau ly tâm tổng số vi khuẩn bị loại có khi lên đến 99% so với tổng số vi khuẩn ban đầu có trong sữa. Số lượng các vi khuẩn sinh bào tử chịu nhiệt cũng giảm đi đáng kể như giống Clotridium. Tuy nhiên thanh trùng không thể loại bỏ hết các vi khuẩn nhóm này.

Quá trình vi lọc được thực hiện trên thiết bị membrane(0,2µ). Khi đó việc tách tế bào vi khuẩn và bào tử của nó giảm đi rất nhiều .Quá trình vi lọc chỉ thực hiện trên nguyên liệu sữa gầy vì chất béo trong sữa dễ bị hấp phụ trên membrane, gây tắc nghẽn màng lọc. Phần chất béo sẽ được tiệt trùng riêng sau đó làm nguội và phối trộn với sữa gầy đã qua vi lọc. Phương pháp này cho phép thu nhận sữa nguyên liệu đạt các chỉ tiêu VSV rất tốt.

Thanh trùng còn nhằm mục đích tạo nhiệt độ cần thiết để khi đưa vào nồi cô đặc sữa có thể bốc hơi ngay, tránh sự chênh lệch nhiệt độ cao trong nồi chân không. Sau thanh trùng cần làm nguội tới nhiệt độ cô đặc 60 – 70 ^oC. Khi đã làm nguội đến nhiệt độ này ngưòi ta có thể đưa vào thùng trung gian rồi từ đó cho vào nồi đặc hoặc có thể cho trực tiếp vào nồi cô đặc.

Quá trình thanh trùng thực phẩm thường bao gồm ba giai đoạn:

Gia nhiệt tăng nhiệt độ thực phẩm lên đến nhiệt độ thanh trùng
Giữ thực phẩm ở nhiệt độ cần thanh trùng trong một khoảng thời gian xác định.
Làm nguội thực phẩm về giá trị nhiệt độ thích hợp.

¬ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thanh trùng:

Hệ VSV trong thực phẩm:

Nếu số lượng VSV càng lớn, để đạt được mức độ vô trùng theo yêu cầu thì chế độ xử lý nhiệt phải nghiêm ngặt với nhiệt độ cao hơn và thời gian dài hơn.

Thành phần hoá học trong thực phẩm.
Các tính chất vật lý của thực phẩm.

– Phương pháp và thiết bị thanh trùng.

2.2.3. Cô đặc:

Cô đặc nhằm tách bớt một lượng nước ra khỏi sữa để tiết kiệm chi phí năng lượng cho quá trình sấy sữa tiếp theo. Người ta dùng cô đặc chân không. Cô đặc ở áp suất thường thì sản phẩm luôn luôn tiếp xúc với không khí nên luôn luôn bị nhiễm bẩn, các sinh tố và chất béo bị phân huỷ, sản phẩm bị biến tính (đặc sệt, có màu vàng sẫm ). Cô đặc ở áp suất chân không thì thường khắc phục được những nhược điểm trên vì thời gian cô đặc ngắn và nhiệt độ thấp nên tránh được các thay đổi sâu sắc về cấu trúc của sữa vốn xảy ra mãnh liệt ở 100 ^oC, đặc biệt là tránh được sự biến đổi của đường lactoza do đó sản phẩm có chất lượng và màu sắc tốt.

Nhiệt độ sữa trong quá trình cô đặc không vượt quá 76^oC. Thiết bị cô đặc phổ biến nhất là thiết bị cô đặc nhiều cấp dạng màng rơi. Số cấp sử dụng thường từ 2-7 cấp, thường gặp nhất là 4 cấp, sau cô đặc hàm lượng chất khô trong sữa là 45-55%.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cô đặc bằng nhiệt:

¬ Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ truyền nhiệt:

– Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hơi gia nhiệt và nhiệt độ sôi của sữa: Nếu độ chênh lệch này càng lớn thì tốc độ truyền nhiệt sẽ càng lớn, để làm tăng mức chênh lệch trên thì ta giảm nhiệt độ sôi của sữa bằng phương pháp cô đặc trong môi trường chân không.

– Hiện tượng cặn bám trên bề mặt trao đổi nhiệt

Trong quá trình bốc hơi, một số cấu tử trong sữa có thể bị bám dính trên bề mặt truyền nhiệt của thiết bị. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, một số phân tử protein sẽ bị biến tính; các hợp chất bị bám dính nói trên sẽ tương tác với nhau hoặc bị phân giải. Kết quả là chúng tạo nên một lớp cháy khét và làm giảm tốc độ truyền nhiệt

– Hiện tượng màng biên:

Lớp sữa tiếp xúc với bề mặt truyền nhiệt lớp màng biên trong thiết bị bốc hơi thường tạo ra một trở lực lớn trong quá trình truyền nhiệt.

– Độ nhớt của nguyên liệu: nếu cao sẽ làm giảm chỉ số Râynol và tốc độ tuần hoàn của nguyên liệu trong thiết bị, do đó hệ số truyền nhiệt giảm.

¬ Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của quá trình cô đặc:

– Hiện tượng tạo bọt: Dưới tác dụng của nhiệt độ cao và do sự xuất hiện các bong bóng hơi, một số cấu tử trong sữa như protein có khả năng tạo bọt lớp bọt trong thiết bị cô đặc sẽ làm giảm tốc độ thoát hơi thứ ra khỏi sản phẩm.

– Hiện tượng tổn thất chất khô do bị lôi cuốn bởi hơi thứ: Hơi thứ thoát ra sẽ cuốn theo một số cấu tử ở dạng sương mù nên làm tổn thất chất khô. Người ta sử dụng thiết bị cô đặc nhiều cấp để hạn chế hiện tượng này.

2.2.4. Đồng hoá.

Do hàm lượng chất béo trong sữa sau quá trình cô đặc khá cao nên nhà sản xuất thực hiện quá trình đồng hoá để giảm kích thước hạt béo và phân bố đều chúng trong sữa. Trong công nghệ chế biến sữa, quá trình đồng hoá được sử dụng với mục đích ổn định hệ nhủ tương, chống lại sự tách pha dưới tác dụng của trọng lực nên còn gọi là quá trình nhũ hoá.

Nhũ tương là một hệ gồm hai chất lỏng không hoà tan nên được trộn lẫn với nhau. Khi đó một chất lỏng sẽ tồn tại dưới dạng hạt (gọi là pha không liên tục, pha phân tán, pha nội) trong lòng của chất lỏng còn lại (pha không phân tán). Ở đây chỉ xếp hệ nhũ tương đơn giản, dầu trong nước hoặc nước trong dầu.

Trong quá trình đồng hoá để đạt được hiệu quả cao ta thường sử dụng chất nhũ hoá. Chất nhủ hoá có hai chức năng: Làm giảm sức căng bề mặt giữa hai pha quan hệ nhủ tương và hình thành nên một màng bảo vệ bao bọc xung quanh các hạt của pha phân tán, làm cho chúng không thể kết hợp với nhau để tạo nên các hạt phân tán mới có thể tích lớn hơn. Chất nhũ hoá được sử dụng trong chế biến sữa là phải không độc hại, không màu, không mùi, không vị, ít biến đổi trong quá trình chế biến và bảo quản sữa.

Kỹ thuật đồng hoá hệ nhũ tương bao gồm các phương pháp: Làm vỡ, làm giảm kích thước những hạt thuộc pha phân tán và phân đều chúng trong pha liên tục.

¬ Đồng hoá bằng phương pháp khuấy trộn:

Sử các cánh khuấy để đồng hoá hệ nhủ tương quả quá trình đồng hoá này không cao, người ta chỉ áp dụng nhằm mục đích chuẩn bị sơ bộ hệ nhũ tương trước khi chuyển qua giai đoạn đồng hoá bằng phương pháp sử dụng áp lực cao.

¬ Đồng hoá bằng phương pháp sử dụng áp lực cao:

Trong phương pháp này các hạt của pha phân tán sẽ bị phá vỡ và giảm kích thước khi ta bơm hệ nhũ tương đi qua một khe hẹp với tốc độ cao. Kích thước của khe hẹp có thể dao động trong khoảng 15÷300m và tốc độ dòng của hệ nhũ tương được đẩy đến khe hẹp có thể lên đến tới 50÷200 m/s. Sử dụng thiết bị đồng hoá hai cấp và áp lực đồng hoá cho mỗi cấp là 200 bar và 50 bar.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng hoá

– Tỷ lệ phần trăm giữa thể tích pha phân tán và tổng thể tích hệ nhũ tương. Nếu tỷ lệ này nhỏ thì quá trình đồng hoá sẽ được thực hiện dể dàng và hệ nhũ tương có độ bền cao. Ngược lại thì thường khó thực hiện bằng các phương pháp thông thường.

– Nhiệt độ: Dựa vào thành phần hoá học của hệ nhũ tương mà ta chọn nhiệt độ thích hợp cho quá trình đồng hoá. Trong công nghiệp chế biến sữa nhiệt độ đồng hoá thường dao động từ 55 ÷ 80 ^oC.

– Áp suất: Áp suất đồng hoá càng lớn thì thực hiện đồng hoá càng dễ. Trong công nghiệp chế biến sữa áp suất đồng hoá thường dao động từ 100 ÷ 250 bar.

– Chất nhũ hoá: phải lựa chọn chất nhũ hoá thích hợp cho từng loại sản phẩm. Những chất nhũ hoá thường dùng trong công nghiệp chế biến sữa là lecithin, glycerin ester…

2.2.5. Sấy sữa:

Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liêụ dưới tác dụng của nhiệt. Nước tách ra khỏi vật liệu nhờ sự khuếch tán do: chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu; chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường bên trong. Thời gian sấy nhanh, nhiệt của vật liệu sấy thấp, sản phẩm nhận được ở dạng bột nhỏ, không cần phải nghiền lại và có độ hòa tan lớn. Nhiệt của vật liệu trong suốt chu kỳ sấy không vượt quá nồng độ của ẩm bốc hơi (60°C ¸ 70°C)

Sản phẩm chế biến từ sữa đã cô đặc đến độ khô 35 – 40%, đem sấy khô, nghiền thành bột, sàng, rây được sữa ở dạng bột có độ khô 90 – 96%, độ ẩm 4 – 10%. Tùy thuộc vào thiết bị sấy có được sản phẩm SB có chất lượng khác nhau. Để thu nhận sữa bột người ta có thể sử dụng các phương pháp sấy khác nhau như sấy thăng hoa, sấy trục, nhưng hiện nay sấy phun được sử dụng nhiều hơn cả

a.Sấy thăng hoa: (sấy chân không)

Bao gồm nhiều giai đoạn: làm lạnh đông sữa đến xuất hiện những tinh thể đá , tiếp theo là tạo môi trường chân không và nâng dần nhiệt độ để nước từ trạng thái rắn chuyển trực tiếp sang trạng thái hơi. Sấy thăng hoa cho phép sữa bột giữ lại các chất dinh dưỡng và mùi vị của sữa với độ tổn thất thấp nhất. Tuy nhiên chi phí và thiết bị cho sấy thăng hoa rất đắt (tiêu thụ năng lượng lớn ) nên đến nay chưa được ứng dụng trong công nghệp sản xuất sữa bột, chỉ ứng dụng trong nghành sản xuất sữa bột có chất lượng cao. Sấy thăng hoa cho sản phẩm có độ khô 96 – 97%, độ hoà tan đạt 98 – 99%.

b. Sấy trục:(sấy màng)

Sấy trục trước đây được sử dụng phổ biến trong sản xuất sữa bột, số trục sấy có thể là một hoặc hai trục (thường được sử dụng nhất là hai trục). Nhược điểm của phương pháp này là làm thay đổi rõ rệt các thành phần của sữa: sữa có màu sắc không đẹp, độ hoà tan thấp, chất béo tự do chiếm một tỉ lệ khá cao nên dễ bị oxy hoá trong quá trình bảo quản.

Sấy màng thì được SB có độ khô 85 – 90%, sấy màng đạt 85 – 88%.

c. Phương pháp sấy phun:

Sữa nguyên liệu được đưa vào vòi phun trở thành những hạt nhỏ li ti trong buồng sấy đồng thời không khí nóng cũng được đưa vào. Khi không khí bị đun nóng, thể tích của nó tăng lên còn mức độ bảo hoà giảm, khả năng hấp thụ nước tăng lên, không khí nóng ở đây đóng vai trò nguồn năng lượng và chất hấp phụ nước. Thời gian tiếp xúc giữa sữa và không khí nóng rất ngắn nên nhiệt độ sữa tăng không quá cao. Do đó phương pháp sấy phun khắc phục được những nhược điểm của sấy trục là hạn chế được sự tổn thất các chất dinh dưỡng và các cấu tử hương trong sữa bột. Sự vô hoạt bất thuận nghịch các protein trong sữa trong quá trình sấy phun là không đáng kể nên sữa bột thành phẩm có độ hoà tan cao. Nhiệt độ không khí vào tháp sấy không quá 180 ^oC. . Sấy phun cho sản phẩm có độ khô 96 – 97%, sấy phun đạt 96 – 98%.

Trong sản xuất công nghiệp, thường sử dụng hệ thống sấy phun hai giai đoạn hoặc hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải. Hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải là phổ biến nhất hiện nay. Khi đó quá trình sấy sữa sẽ gồm ba giai đoạn:

Giai đoạn 1:

75% lượng không khí nóng với nhiệt độ 270 – 280 ^oC sẽ được đưa vào buồng sấy chính tại các vị trí xung quanh vòi phun sữa nguyên liệu, 25% lượng không khí nóng còn lại với nhiệt độ 100-150 ^oCsẽ đi qua lưới phân bố và toả đều xuống bên dưới từ trần buồng sấy. Các hạt sữa sẽ hình thành trong buồng sấy với độ ẩm dao động từ 6-14% và rơi xuống băng tải đặt bên dưới. Độ ẩm của không khí trong buồng sấy sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc và kích thước hạt sữa thành phẩm. Nếu độ ẩm quá thấp hạt sữa có kích rất nhỏ và trở nên rời rạc do chúng không kết dính lại với nhau . Nếu độ ẩm quá cao hiện tượng kết dính xảy ra mạnh làm tăng kích thước của chúng. Kết quả sữa bột không đạt độ mịn đồng nhất về kích thước và cấu trúc của hạt.

Giai đoạn 2: Băng tải vận chuyển sữa từ buồng sấy chính qua buồng sấy phụ, với vận tốc chuyển động của băng tải là 1m/ph. Khi đó dòng tác nhân sấy trên đường thoát ra khỏi thiết bị ở cửa đáy sẽ xuyen qua lớp sữa bột trên băng tải và tách thêm một lượng ẩm nữa trong các hạt sữa. độ ẩm sữa bột giảm xuống còn 3-10%.

Giai đoạn 3: Tại buồng sấy phụ người ta đưa không khí nóng vào với nhiệt độ 110-140 ^oC. Dòng tác nhân sấy này sẽ xuyên qua lớp sữa bột trên băng tải rồi thoát ra ngoài dưới đáy buồng. Nhiệt độ khí thoát là 74-76 ^oC.

Sau cùng băng tải sẽ đưa sữa bột vào buồng làm nguội. người ta sử dụng tác nhân làm nguội đã qua tách ẩm có nhiệt độ 15-20 ^oC. Dòng tác nhân làm nguội cung sẽ thổi xuyên qua lớp sữa bột trên băng tải rồi theo cửa thoát bên dưới để ra ngoài. Có 5% lượng sữa bột thoát ra theo các dòng khí thải được thu hồi nhờ hệ thống xyclon. Người ta cũng bố trí hệ thống thu hồi nhiệt từ khí thải để tiết kiệm năng lượng cho quá trình sấy.

Trong công nghiệp sản xuất sấy phun hay sử dụng sấy phun là do sấy phun có nhiều ưu điểm hơn các quá trình sấy khác:

– Thời gian tiếp xúc giữa các hạt lỏng và tác nhân sấy trong thiết bị rất ngắn nên sự tổn thất các hợp chất dinh dưỡng mẫn cảm với nhiệt độ là không đáng kể.

– Sản phẩm sấy phun thu được là những hạt có hình dạng và kích thước tương đối đồng nhất.

– Thiết bị sấy phun thường có năng suất cao và làm việc liên tục.

¬ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun

– Nồng độ chất khô của nguyên liệu: trong công nghiệp sản xuất sữa bột nồng độ chất khô vào buồng sấy khoảng 45÷52%. Nếu cao quá thì ảnh hưởng đến quá trình tạo sương mù trong buồng sấy.

– Nhiệt độ tác nhân sấy: Nhiệt độ tác nhân sấy ảnh hưởng đến độ ẩm của sản phẩm sau khi sấy phun . Nếu độ ẩm tăng quá cao sẽ gây nên phân huỷ một số cấu tử trong nguyên liệu và làm tăng mức tiêu hao năng lượng cho toàn bộ quá trình.

– Kích thước, số lượng và quỹ đạo chuyển động của các hạt nguyên liệu trong buồng sấy.

2.2.6. Đóng gói và hoàn thiện sản phẩm :

Sữa bột sau khi sấy phun sẽ được đưa qua hệ thống rây rồi vào thiết bị đóng gói. Thông thường người ta sử dụng bao bì bằng kim loại hoặc bao bì giấy để đựng sản phẩm.Yêu cầu chung về bao bì là phải hạn chế sự tiếp xúc của ánh sáng, không khí và độ ẩm từ môi trường xung quanh đến sữa bột. Người ta thường đóng gói trong điều kiện chân không hoặc thổi hỗn hợp 90% nitơ, 10% hydro vào hộp trước khi ghép nắp nhằm kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm.

Sữa bột có khả năng hút ẩm rất cao do đó khi bảo quản trong bao bì kín, sữa bột sẽ hút nước đến độ ẩm cân bằng, tạo thành các cục vón làm giảm độ hoà tan của sữa. Bảo quản lau còn làm cho sữa bị biến màu, chuyển từ vàng nhạt sang ngả nâu, có mùi khét và giảm độ hoà tan rõ rệt.

2.3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT GẦY

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột gầy

Sữa bột gầy đóng vai trò quan trọng trong việc bổ sung cân bằng sản phẩm protêin, được sử dụng nhiều trong sản xuất bánh kẹo, bánh mì, sữa pha lại, các sản phẩm sữa chua. Khi dùng phương pháp sấy trực tiếp thì chỉ nên cô đặc đến 28 – 32%, sấy phun 36 – 39%. Sữa bột gầy xốp và mịn hơn sữa bột nguyên chất nên sản phẩm không bị dính vào thành tháp sấy và các thiết bị tải. Độ hoà tan của sữa phụ thuộc vào nhiệt độ cô đặc, nhiệt độ cô đặc thích hợp nhất là 57- 60^oC Nhiệt độ vào tháp sấy đối với sữa gầy không nên quá 200^oC. Sau khi sấy xong phải giải phóng sữa bột ra khỏi tháp sấy ngay để tránh ảnh hưởng không cần thiết của nhiệt độ.

Sơ đồ quy trình sản xuất sữa bột gầy tương tự như quy trình sản xuất sữa bột nguyên cream. Nhưng hàm lượng chất béo trong sữa gầy rất thấp nên bỏ qua giai đoạn đồng hóa sữa sau giai đoạn cô đặc.

2.4. QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA BỘT TAN NHANH:

Quy trình sản xuất sữa bột tan nhanh tương tự như quy trình sản xuất sữa bột nguyên cream hoặc sữa bột gầy. Để sản xuất sản phẩm này người ta hpải xử lý sao cho các hạt sữa bột to hơn, xốp hơn. Do đó điểm khác biệt của quá trình sấy phun là: Đầu tiên các hạt được sấy để phần lớn các nước trong mao quản và giữa các khe được thay bằng không khí. Các hạt sữa thu được từ buồng sấy phun sẽ được làm ẩm trở lại để quá trình kết dính giữa chúng tạo nên những khối hạt mới diễn ra dễ dàng hơn. Các hạt sữa bột từ tháp sấy được làm ẩm trở lại bằng hơi, tiếp đến được sấy bằng không khí nóng và cuối cùng được làm nguội bằng không khí có nhiệt độ 10 – 12^oC. Các khối hạt này sẽ được tách ẩm và làm nguội. Các hạt sữa bột thông thường có kích thước 30-80m. Riêng hạt sữa bột tan nhanh sẽ có kích thước 150-200m. Các chỉ tiêu khác như tỷ trọng có giảm đi đôi chút.

2.5. QUÁ TRÌNH LECITHINE HOÁ TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT.

Một số sản phẩm sữa bột có hàm lượng chất béo khá cao nên khó hoà tan được trong nước. Đó là do một số hạt sữa được bao bọc xung quanh bởi một màng mỏng lipit tự do nên chúng trở nên kị nước. Hiện tượng này xảy ra cả đối với sản xuất sữa bột tan nhanh và ảnh hưởng đến khả năng hoà tan của sản phẩm.

Để khắc phục hiện tượng trên người ta sử dụng quá trình lecithine hoá. Bản chất của quá trình là tạo một màng mỏng lecithine bao quanh hạt sữa. Nhờ khả năng nhũ hoá của lecithine các hạt sữa với màng lipit bao bọc xung quanh sẽ trở nên hoà tan trong nước lạnh, hạn chế hiện tượng không tan hoặc đóng vón cục khi pha sữa. Lecithine được pha trong dầu bơ với nồng độ 30%. Hỗn hợp này được pha với tỷ lệ 0.2% so với khối lượng sữa bột . Người ta sẽ phun hỗn hợp lecithine trong dầu bơ lên sữa bột trong giai đoạn làm nguội sau quá trình sấy phun.

2.6. SẢN PHẨM SỮA BỘT:

Chất lượng sữa bột được đánh giá thông qua các nhóm chỉ tiêu dưới đây:

– Chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, mùi ,vị…

– Chỉ tiêu vi sinh: Tổng số vi khuẩn hiếu khí, số VSV gây bệnh như Ecoli, Salmonella , Clostridium…

– Chỉ tiêu hoá lý: độ ẩm, tỷ trọng, khả năng hoà tan, độ chua, kích thước hạt, hàm lượng các chất dinh dưỡng như hàm lượng chất béo, lactose, vitamin, protein, khoáng…

Khả năng hoà tan của sữa bột được xác định qua các chỉ tiêu như chỉ số hoà tan, độ thấm ướt, độ phân tán …

– Chỉ số hoà tan: Nguyên tắc chung của phương pháp chung xác định chỉ số hoà tan là cho 10g sữa bột gầy (hoặc 13g sữa bột nguyên cream) vào 100ml nước ở 20 ^oC, khuấy trộn trong một thời gian xác định, sau đó đem li tâm trên thiết bị chuẩn với số vòng quay và thời gian xác định. Sau quá trình ly tâm, ta tách bỏ một thể tích xác định phần lỏng, tiếp tục cho một lượng nước cất vào ống ly tâm, lắc đều rồi đêm ly tâm lần hai.Thể tích cặn thu được chính là chỉ số hoà tan của sản phẩm sữa bột đã khảo sát. Vậy chỉ số hoà tan càng lớn thì độ hoà tan càng thấp.

– Độ thấm ướt: là thời gian cần thiết tính bằng giây để làm ướt 10g sữa bột gầy hoặc13g sữa bột nguyên cream khi ta đổ sữa vào 100ml nước ở 20 ^oC

– Độ phân tán: là tỷ lệ % sữa bột không tan bị giữ lại trên rây có kích thước lỗ 150m so với tổng khối lượng sữa bột đã dùng trong thí nghiệm. Thông thường người ta cho 10g sữa bột gầy hoặc 13g sữa bột nguyên cream vào 100ml nước ở 20^oC, khuấy đều trong 20 giây rồi cho hỗn hợp qua rây với kích thước lỗ như trên.

Sữa bột được sản xuất theo phương pháp sấy phun và sấy trục có các chỉ tiêu hoá lý tương tự nhau chỉ khác nhau chỉ số hoà tan của sản phẩm .

Sữa bột sản xuất theo phương thức sấy phun phù hợp với pha chế thức uống hằng ngày ở mỗi gia đình vì khả năng hoà tan cao. Sữa bột sản xuất theo phương pháp sấy trục phù hợp với công nghệ sản xuất bánh nướng ở quy mô công nghiệp.

Yêu cầu về các chỉ tiêu hoá lý cơ bản của sữa bột gầy theo Viện nghiên cứu sữa bột Hoa Kỳ

Chỉ tiêu

Sữa bột sản xuất bằng phương pháp sấy phun

Sữa bột sản xuất bằng phương pháp sấy trục

Độ ẩm

Hàm lượng chất béo

Độ chua

Chỉ số hoà tan

4.1%

1.25%

0.15%

1.25ml

4.0%

1.25%

0.15%

15.00ml

Chương 3: THIẾT BỊ CHÍNH TRONG SẢN XUẤT SỮA BỘT

3.1. THIẾT BỊ LY TÂM:

Trong quá trình chế biến sữa người ta sử dụng quá trình ly tâm cho các mục đích sau: – Tách chất béo ra khỏi sữa để hiệu chỉnh hàm lượng Lipit trong sản phẩm.

– Tách các VSV đặc biệt là các bào tử vi khuẩn chịu nhiệt ra khỏi sữa

– Tách các chất rắn ra khỏi sữa.

Quá trình ly tâm có nguồn gốc từ quá trình lắng. Lắng là một phương pháp phân riêng dựa vào sự khác nhau về khối lượng riêng của các cấu tử trong hỗn hợp.

Có nhiều yếu tố đến khả năng phân chia và thời gian ly tâm: Đường kính hạt phân tán; sự chênh lệch khối lượng riêng giữa pha liên tục và pha phân tán; độ nhớt của pha liên tục; bán kính quay; tốc độ vòng của thiết bị ly tâm… Đối với một hệ nhũ tương hoặc huyền phù xác định bán kính quay và tốc độ vòng của thiết bị ly tâm quyết định đến hiệu quả quá trình phân riêng.Thiết bị ly tâm gồm hai loại:

3.1.1. Thiết bị ly tâm tách chất béo ra khỏi sữa:

Sữa tươi đưa vào ly tâm sẽ thu được hai đòng sản phẩm: Cream (giàu chất béo) có khối lượng riêng nhỏ và sữa gầy (chứa ít chất béo) có khối lượng riêng lớn.

Để tách chất béo ra khỏi sữa người ta sử dụng thiết bị ly tâm dạng đĩa:

Cấu tạo:

Thiết bị gồm có thân máy, bên trong là thùng quay, được nối với một motor truyền động bên ngoài thông qua trục dẫn. Các đĩa quay có đường kính dao động từ 20 ÷102 cm và được xếp chồng lên nhau. Các lỗ trên đĩa ly tâm sẽ tạo nên những kênh dẫn theo phương thẳng đứng. Khoảng cách giữa hai đĩa ly tâm liên tiếp là 0.5 ÷ 1.3 mm.

Đĩa quay

Hình 3.1 Nguyên lý hoạt động của thiết bị ly tâm dạng đĩa sữa vào từ phía trên.

a) Đĩa ly tâm b) Sơ đồ chuyển động của dòng

Đĩa ly tâm Cream và sữa gầy

2- Cửa ra cho cream 1- Cream

3- Lổ 2- Sữa gầy

4- Cửa vào cho nguyên liệu 3- Đĩa ly tâm

Nguyên tắc hoạt động: Thiết bị làm việc liên tục

Sữa nguyên liệu được nạp vào máy ly tâm theo cửa ở trên thiết bị, tiếp theo sữa sẽ theo hệ thống kênh dẫn để chảy vào các khoảng không gian hẹp giữa các đĩa ly tâm. Dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa được phân chia thành hai phần: phần cream có khối lượng riêng thấp sẽ chuyển động về phía trục của thùng quay; phần sữa gầy có khối lượng riêng cao sẽ chuyển động về phía thành thùng quay. Sau cùng, cả hai dòng sản phẩm sẽ theo những kênh riêng để thoát ra ngoài.

Trước khi đưa vào thiết bị tách béo, sữa tươi thường được gia nhiệt lên đến 55÷65^oC

3.1.2. Thiết bị ly tâm tách VSV ra khỏi sữa :

Trong công nghiệp chế biến sữa hiện nay có hai dạng thiết bị ly tâm tách VSV

– Thiết bị có hai dòng thoát sản phẩm:

Sữa nguyên liệu được nạp vào theo ống dẫn bên dưới thiết bị.Thông qua hệ thống kênh dẫn được tạo thành từ các lỗ trên đĩa ly tâm, dòng sữa giàu VSV (chiếm 3% thể tích sữa nguyên liệu) sẽ chuyển động về phía bên ngoài thùng quay và theo cửa bên hông thùng thoát ra ngoài. Dòng sữa chứa ít VSV sẽ chuyển động về phía trục quay (do có khối lượng riêng nhỏ) rồi thoát ra khỏi thiết bị theo cửa trên đỉnh thùng…

Sữa với hàm lượng

Vi sinh vật thấp

Sữa với hàm lượng vsc cao

Sữa với hàm lượng VSV cao

Nguyên liệu

Hình 3.2. Thiết bị ly tâm tách vi sinh vật với hai dòng thoát sản phẩm

– Thiết bị có một dòng thoát sản phẩm: Chỉ có một cửa thoát duy nhất trên đỉnh thiết bị cho dòng sữa đã tách VSV. Còn các tế bào sinh dưỡng, bào tử VSV dưới tác dụng của lực ly tâm sẽ bám trên thân thùng quay và được tháo bỏ định kỳ.

Nhiệt độ tối ưu cho quá trình tách VSV ra khỏi sữa bằng phương pháp ly tâm là 55 ÷ 60 ^oC.

3.2.Thiết bị thanh trùng:

Quá trình thanh trùng sữa được sử dụng trên thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng

Hình 3.3. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng: Bộ phận chính của thiết bị là những tấm bảng hình chữ nhật với độ dày rất mỏng và được làm bằng thép không rỉ. Mỗi tấm bảng sẽ có bốn lỗ tại bốn góc và hệ thống các đường rãnh trên khắp các bề mặt để tạo sự chảy rối và tăng diện tích truyền nhiệt. Khi ghép các bảng mỏng lại với nhau trên bộ khung của thiết bị sẽ hình thành trên những hệ thống ddường vào và ra cho sữa.

3.3. THIẾT BỊ MEMBRANE

Có rất nhiều loại membrane: dạng ống, dạng màng, dạng sợi

Nguyên liệu vào

retentate

ống trụ độc lỗ trên thân làm giá đỡ

thấm qua

Hình 3.5 Thiết bị membrane mô hình ống

3.4. THIẾT BỊ ĐỒNG HOÁ

3.4.1.Cấu tạo:

Hình 3.6 Hình dáng bên ngoài của thiết bị đồng hóa sữa áp lực cao.

Cấu tạo bên trong của thiết bị như hình 3.4

Hình 3.7 Thiết bị đồng hóa sữa sử dụng áp lực cao.

motor chính 6- hộp piston
bộ truyền đai 7- bơm
đồng hồ đo áp suất 8- van
trục quay 9-bộ phận đồng hóa
piston 10- hệ thống tạo áp suất thủy lực

Hình 3.8 Các bộ phận chính trong thiết bị đồng hóa sữa sử dụng áp lực cao

Trong đó:

Bộ phận sinh lực thuộc hệ thống tạo đối áp
Vòng đập
Bộ phận tạo khe hẹp
Hệ thống thủy lực tạo đối áp
Khe hẹp

3.4.2. Nguyên tắc hoạt động:

Gồm hai bộ phận chính bơm cao áp và hệ thống tạo đối áp

Bơm cao áp được vận hành bởi động cơ điện (1) thông qua một trục quay (4) và bộ truyền động (2) để chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của piston. Các piston (5) chuyển động trong xilanh ở áp suất cao. Bên trong thiết bị còn có hệ thống dẫn nước vào nhằm mục đích làm mát cho piston trong suốt quá trình làm việc.

Mẫu nguyên liệu sẽ được đưa vào thiết bị đồng hoá bởi một bơm piston. Bơm sẽ tăng áp lực cho hệ nhũ tương từ 3bar lên đến 100 ÷ 250 bar hoặc cao hơn tại đầu vào của khe hẹp (5). người ta sẽ tạo ra một đối áp lên hệ nhũ tương bằng cách hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp trong thiết bị giữa bộ phận sinh lực (1) và bộ phận tạo khe hẹp (3). Đối áp này được duy trì bởi một bơm thuỷ lực sử dụng dầu. Khi đó áp suất đồng hoá sẽ cân bằng với áp suất dầu tác động lên piston thuỷ lực.

Vòng đập (2) được gắn với bộ phận tạo khe hẹp (3) sao cho mặt trong của vòng đập vuông góc với lối thoát ra của hệ nhũ tương khi rời khe hẹp. Như vậy, một số hạt của pha phân tán sẽ tiếp tục va vào vòng đập (2) bị vỡ ra và giảm kích thước. Quá trình đồng hoá chỉ xảy ra trong vòng 15 giây.

Trong công nghiệp máy đồng hoá có thể thiết kế dưới dạng một cấp hoặc hai cấp.

Thiết bị đồng hoá một cấp bao gồm một bơm piston để đưa nguyên liệu vào máy, một khe hẹp và một hệ thống thuỷ lực tạo đối áp. Trong công nghiệp chế biến sữa thiết bị này được sử dụng khi sản phẩm có hàm lượng chất béo thấp hoặc hệ nhũ tương sau đồng hoá có độ nhớt cao.

Thiết bị đồng hoá hai cấp bao gồm một bơm piston để đưa nguyên liệu vào máy, hai khe hẹp và hai hệ thống thuỷ lực. Thiết bị đồng hoá hai cấp sử dụng phổ biến trong công nghiệp chế biến sữa đặc biệt đối với nhóm sản phẩm có hàm lượng chất béo cao và các sản phẩm yêu cầu có độ nhớt thấp.

3.5.THIẾT BỊ CÔ ĐẶC BẰNG NHIỆT

Có hai nhóm thiết bị:

– Thiết bị cô đặc bốc hơi tuần hoàn

Thiết bị này dùng để bốc hơi một lượng nước nhỏ trong sữa. Sử dụng khi yêu cầu mức độ cô đặc không cao như sản xuất sữa chua

– Thiết bị cô đặc bốc hơi dạng màng rơi

Sữa được gia nhiệt rồi đi vào thiết bị 2 từ phía trên và sẽ chảy xuống tạo một lố màng mỏng bao bọc lấy bề mặt truyền nhiệt. Bề mặt truyền nhiệt là thân các ống hình trụ đứng được đặt trong thiết bị bốc hơi hoặc là những tấm bản mỏng được đặt sát lại với nhau. Để tiết kiệm năng lượng, hơi gia nhiệt từ buồng 2 sẽ đi vào buồng 1 ngưng tụ dể gia nhiệt sơ bộn cho sữa. Sữa được đun sôi trong buồng 2 và sẽ được đi vào buồng 3 tách hơi thứ. Sữa cô đặc sẽ ra ngoài theo cửa đáy thiết bị 3.

Hơi thứ

nước

Tác nhân gia nhiệt (hơi)

sản phẩm vào

Sản phẩm

cô đặc

Hình 3.9 Hệ thống bốc hơi một cấp dạng màng rơi

1-buồng gia nhiệt sơ bộ sữa nhờ hơi ngưng tụ

2- buồng gia nhiệt sữa đến nhiệt độ sôi

3-buồng tách hơi thứ và sữa cô đặc

3.6. THIẾT BỊ SẤY PHUN

Hệ thống sấy phun gồm các bộ phận chính là buồng sấy phun, cơ cấu phun caloriphe để cấp nhiệt cho tác nhân sấy, hệ thống quạt hút và hệ thống thu hồi sản phẩm.

– Cơ cấu phun

Cơ cấu phun có chức năng đưa nguyên liệu vào trong buồng sấy dưới dạng hạt mịn. Quá trình tạo sương mù sẽ quyết định kích thước các giọt lỏng và sự phân bố của chúng trong buồng sấy, do đó sẽ ảnh hưởng đến giá trị bề mặt truyền nhiệt và tốc độ sấy Hiện nay có ba dạng cơ cấu phun sương: đầu phun áp lực, đầu phun ly tâm, dầu phun khí dộng

– Tác nhân sấy

Không khí nóng là tác nhân sấy thông dụng nhất.

– Hệ thống thu hồi sản phẩm

Bột sản phẩm sau khi sấy phun được thu hồi tại cửa đáy buồng sấy. Để tách sản

phẩm ra khỏi khí thoát hiện nay người ta sử dụng phương pháp lắng xoáy ly tâm, sử dụng cyclon. Khí thoát có chứa các hạt sản phẩm sẽ đi vào cyclontừ phần đỉnh theo phương pháp tiếp tuýên với thiết bị. Bột sản phẩm sẽ di chuyển theo quý x đạo hình xoắn ốc và rơi xuống đáy cyclon. Không khí sạch thoát ra ngoài theo cửa trên đỉnh cyclon.

-Quạt

Trong hệ thống sấy phun người ta sử dụng quạt ly tâm nhằm vào các mục đích tăng lưu lượng những dòng tác nhân sấy; vận chuyển bằng khí động bột sản phẩm sau khi sấy vào thiết bị bảo quản…

3.5.2 Hệ thống sấy phun hai giai đoạn:

Sữa nguyên liệu

Tác nhân sấy

Sữa bột

Hình 3.10 Hệ thống sấy phun hai giai đoạn

1-Bộ phận gia nhiệt không khí cho buồng sấy phun; 2- buồng sấy phun; 3- buồng sấy tầng sôi; 4- bộ phận gia nhiệt không khí cho buồng sấy tầng sôi; 5-quạt cung cấp không khí làm nguội; 6-quạt cung cấp không khí có độ ẩm thấp để làm nguội; 7- rây bột sản phẩm.

Hệ thống sấy phun hai giai đoạn được sử dụng rộng rãi do tiết kiệm được nhiều năng lượng. Độ ẩm bột sản phẩm từ buồn sấy phun được hiệu chỉnh cao hơn 2-5% so với giá trị độ ẩm cuối cùng. Phần ẩm còn lại sẽ được bốc hơi tiếp trong thiết bị sấy tầng sôi. Các thông số hoạt động tương đương với hệ thống sấy phun một giai đoạn

3.5.3. Hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải

sữa cô đặc

sữa bột

tác nhân sấy

Hình 3.11 Hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải

1- Bơm nguyên liệu; 2- các cơ cấu phun; 3- buồng sấy phun; 4- bộ phận lọc khí; 5- bộ phận gia nhiệt/làm nguội không khí; 6- bộ phận phân phối tác nhân sấy; 7-băng tải; 8,9-buuòng sấy kết thúc; 10-buồng làm nguội sản phẩm; 11-bộ phận tháo sản phẩm; 12-cyclon thu hồi sản phấm; 12-quạt; 14-hệ thống thu hồi bột sản phẩm từ cyclon; 15-bộ phận xử lý sản phẩm; 16-bộ phận thu hồi sản phẩm.

Nguyên tắc hoạt động:Bột sản phẩm thu được sau quá trình sấy phun sẽ được đưa xuống băng tải (7) vào hai buồng sấy 8 và 9 để nước tiếp tục bốc hơi và độ ẩm sản phẩm theo yêu cầu.Cuối cùng băng tải sẽ đưa vào buồng làm nguội 10 rồi qua 11 tháo sản phẩm ra ngoài. Thiết bị 15 làm phá vỡ các chùm hạt trong khối sản phẩm.

3.5.4. thiết bị sấy tầng sôi sản xuất bột tan nhanh

sản phẩm

hơi

không khí nóng

không khí lạnh

sản phẩm

Không khí lạnh

Không khí nóng

Hơi

sữa bột vào

Hình 3.12 Thiết bị sấy tầng sôi sản xuất bột tan nhanh

KẾT LUẬN

Sau một thời gian tìm hiểu em đã hoàn thành xong đồ án của mình. Mặc dù đã tham khảo tài liệu nhưng kiến thức thực tế về công nghệ chế biến các sản phẩm từ sữa đặc biệt là sữa bột em chưa được tiếp cận nên đồ án còn rất nhiều thiếu sót. Đặc biệt là việc chọn các thông số kỹ thuật như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm…còn thiếu sót hoặc chưa đúng với thực tế, bên cạnh đó nhiều tài liệu không có sự thống nhất về các thông số hoặc các khoảng giá trị đó rất rộng. Mong thầy đóng góp ý kiến để em rút kinh nghiêm cho đồ án lần sau.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Lê Văn Việt Mẫn(2004), Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa,NXB Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh, HCM.
Lâm Xuân Thanh (2004), Giáo trình công nghệ các sản phẩm sữa, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà Nội.
Lê Thị Liên Thanh – Lê Văn Hoàng (2005), Công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà Nội.
L ê Xuân Phương (2001), Vi Sinh Vật Công Nghiệp, NXB xây dựng, Hà Nội.

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

July 15, 2019

THIẾT KẾ BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC
THIẾT KẾ BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/THI%E1%BA%BET-K%E1%BA%BE-B%E1%BB%98-KH%E1%BB%9EI-%C4%90%E1%BB%98NG-M%E1%BB%80M-%C4%90%E1%BB%98NG-C%C6%A0-KH%C3%94NG-%C4%90%E1%BB%92NG-B%E1%BB%98-ROTO-L%E1%BB%92NG-S%C3%93C.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: THIẾT KẾ BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC

ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC

    Thông số động cơ:

                    P=120kw

                    n=1490v/phút

                    cosj=0.93

                    M_kđ/M_đm=1.1

                    M_max/M_đm=2

                    I_kđ/I_dm=6

                    J=1.6kg/m²

                    U₁=220/380V

     Yêu cầu nội dung thiết kế đồ án :
- Giới thiệu chung về chủng loại thiết bị được giao nhiệm vụ thiết kế
- Đề xuất các phương án tổng thể, phân tích ưu nhược điểm của từng phương án, để đi đến phương án chọn lựa phù hợp để thiết kế mạch lực và mạch điều khiển
- Thuyết minh sự hoạt động của sơ đồ kèm theo hình vẽ minh họa
- Tính toán mô phỏng mạch lực bằng phần mềm PSim
- Tính toán mô phỏng mạch điều khiển
- Kết luận
- Tài liệu tham khảo
                                  Phần I GIỚI THIỆU CHUNG

CHƯƠNG I : LỜI MỞ ĐẦU

Do yêu cầu của công việc cũng như khả năng làm việc của mạch điện không đồng bộ nên cho đến nay nó được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến hàng nghìn kilôoat.

          Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ…

          Trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió.

          Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay máy gia công sản phẩm.

          Trong đời sống hàng ngày máy điện không đồng bộ cũng dần chiếm một vị trí quan trọng :quạt gió, máy quay đĩa, động cơ trong tủ lạnh….

   Bởi nó có những ưu điểm nổi bật hơn hẳn so với máy điện một chiều cũng như máy điện đồng bộ, đó là :

            Có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, làm việc chắc chắn, vận hành tin cậy. Chi phí vận hành và bảo trì sửa chữa thấp, hiệu suất cao, giá thành hạ.

            Máy điện không đồng bộ sử dụng trực tiếp lưới điện xoay chiều do đó không cần phải tốn kếm thêm chi phí cho các thiết bị biến đổi.

   Tuy nhiên, máy điện không đồng bộ chủ yếu được sử dụng ở chế độ động cơ, nên nó cũng có một số nhược điểm là dòng khởi động của động cơ không đồng bộ thường lớn (từ 4 đến 7 lần dòng định mức). Dòng điện mở máy quá lớn không những làm cho bản thân máy bị nóng mà còn làm cho điện áp lưới giảm sút nhiều (hiện tượng sụt áp lưới điên), nhất là đối với lưới điện công suất nhỏ.

   Do đó vấn đề đặt ra là ta cần phải giảm được dòng điện mở máy của động cơ không đồng bộ , đặc biệt là với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc. Bởi vì việc tác động vào động cơ rôto lồng sóc khó khăn hơn so với động cơ không đồng bộ rôto dây quấn. Tuy nhiên, hiện nay với việc áp dụng những ứng dụng của điện tử thì công việc đó đã trở nên dễ dàng hơn.

                                                          ChươngII

Các phương pháp mở máy

2.1-Mở máy động cơ điện không đồng bộ:

    Khi bắt đầu mở máy thì roto đang đứng yên, hệ số trượt s=1 nên trị số dòng điện mở máy tính theo mạch điện thay thế bằng :

Từ công thức trên ta thấy , dòng điện khởi động động cơ không đồng bộ phụ thuộc vào bản thân cấu tạo của động cơ và phụ thuộc nhiều vào điện áp lưới .

    Trên thực tế , do mạch từ tản bão hòa rất nhanh, điện kháng giảm xuống nên dòng điện mở máy còn lớn hơn so với trị số tính theo công thức trên,ở điện áp định mức .thường dòng mở máy bằng 4 đến 7 lần dòng định mức .Điều đó không những làm cho động cơ nhanh bị hỏng mà còn làm cho điện áp lưới mỗi khi khi khởi động giảm nhiều .Do đó nhất thiết ta phải làm giảm dòng điện mở máy .

2.2-Các phương pháp mở máy :

Các yêu cầu mở máy cơ bản :
- Phải có mômen mở máy đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải .
- Dòng điện mở máy càng nhỏ càng tốt .
- Phương pháp mở máy và thiết bị cần dùng đơn giản , rẻ tiền , chắc chắn
- Tổn hao công suất trong quá trình mở máy càng nhỏ càng tốt
2.2.1-Mở máy trực tiếp động cơ điện rôto lồng sóc :

   Đây là phương pháp đơn giản nhất, ta đóng trực tiếp động cơ điện vào lưới điện .Khi đó điện áp U₁ đặt vào dây quấn stato bằng điện áp lưới (như hình vẽ).Do đó dòng điện mở máy lớn , nếu quán tính của tải lớn thời gian mở máy dài thì sẽ có thể làm cho máy sinh nhiệt và

ảnh hưởng điện áp lưới.

.

2.2.2-Hạ điện áp mở máy:

Từ công thức của dòng điện mở máy ta thấy, nếu giảm điện áp đặt vào stato khi mở máy thì sẽ giảm được dòng điện mở máy. Nhưng hạ điện áp mở máy thì cũng sẽ làm cho mômen khởi động giảm xuống.

   Do đó ta chỉ dùng phương pháp này cho những thiết bị mở máy cỡ nhỏ.

   2.3-Các phương án:

        -Nối điện kháng trực tiếp vào mạch điện stato: Khi mở máy trong mạch điện stato đặt nối tiếp một điện kháng, sau khi mở máy song thì điện kháng này bị nối ngắn mạch.

        -Dùng biện pháp tự ngẫu: Ta sử dụng một máy biến áp tự ngẫu, bên cao áp nối với lưới điện, bên hạ áp nối với động cơ điện. Sau khi mở máy song thì biến áp tự ngẫu được ngắt ra khỏi mạch động lực(động cơ )

        -Mở máy bằng phương pháp thay đổi nối Υ-∆: phương pháp này thích ứng với những máy khi làm việc bình thường ở chế độ đấu tam giác, khi mở máy ta đổi thành sao.

        -Dùng bộ điều áp xoay chiều ba pha dùng ba triac đấu song song với nhau.

* Phân tích ưu nhược điểm của tưng phương pháp mở máy:

       + Cả bốn phương pháp trên đều có tác dụng hạ dòng mở máy nhưng trong qua trình hoạt động của động cơ khi dòng tăng đột ngột vì một lý do nào đó thì 4 phương pháp trên không đáp ứng được(không hạn chế được dòng đó) vì vậy ta dùng bộ điều áp xoay chiều 3 pha.

   Ưu điểm của bộ điều áo xoay chiều 3 pha khi điều chỉnh góc α thích hợp của các xung điều khiển đặt vào các thyristor là có thể hạ được điện áp đặt vào stasto và do đó có thể hạn chế được dòng qua động cơ. Và vẫn còn tham gia vào mạch trong quá trình hoạt động của động cơ .

     Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là dòng điện và điện áp đều không sin. Nhưng do thời gian mở máy rất nhỏ (từ 1-3 giây) nên t vẫn có thể sử dụng được .

     Vì vậy ta quyết định chọn phương án dùng bộ điều áp xoay chiều 3 pha để làm bộ khởi động cho động cơ không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc.

    2.4- Phương pháp dùng bộ điều áp xoay chiều 3 pha:

     Ta sử dụng 6 thyristor đấu song song ngược theo sơ đồ như hình vẽ. Khi ta cấp điện áp xoay chiều vào ba đầu A, B, C, do còn phụ thuộc vào góc mở van của các thyristor nên ta sẽ có 3 dạng điện áp đặt vào động cơ ứng với 3 vùng của góc mở van. Các điện áp này đều nhỏ hơn so với điện áp vào .

2.5- Phân tích hoạt động của bộ điều áp xoay chiều 3 pha:

     -Vì động cơ không động cơ không đồng bộ có thể coi như là một phụ tải gồm có điện áp trở và cuộn cảm nối tiếp nhau, trong đo:

          +Điện trở rôto biến thiên theo tốc độ quay.

          +Điện cảm phụ thuộc vào vị trí tương đối giữa dây quấn rôto và stato.

          + Góc pha giữa dòng điện và điện áp cũng biến thiên theo tốc đọ quay ω= ω(s).

     -Do tính chất tự nhiên của mạch điện (có điện cảm)nên nếu trong khoảng v < ω mà đặt xung điều khiển vào các van bán dẫn thì các van này chỉ dẫn dòng ở thời điểm v= ω trở đi.Do đó điện áp động cơ không phụ thuộc vào góc mở .Nếu như vậy thì ta không điều chỉnh vào điện áp , vì vậy ta chỉ đặt xung điều khiển với góc mở > ω.

     -Khi v> ω thì tùy thuộc vào giá trị tức thời của các điện áp dây mà có lúc có 3 van ở 3 pha khác nhau dẫn dòng , hay 2 van ở 2 van khác nhau dẫn dòng:

          +Nếu có 3 van ở 3 pha khác nhau dẫn dòng.

Khi đó dòng điện tải :

                           U_đm   :biên độ điện áp dây

                           Ω       :Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện ở giai đoạn đang xét

                +Nếu chỉ có 2 pha có van dẫn:

     Khi đó ta có dòng điện tải :

Tùy thuộc vào góc điều khiển mà các giai đoạn có 3 van dẫn hoặc 2 van dẫn cũng thay đổi theo.

*Khoảng dẫn của van ứng với α= 0 ÷ 60⁰ :

        Trong phạm vi này sẽ có các giai đoạn 3 van và 2 van dẫn xen kẽ nhau như đồ thị dưới đây:
- Khoảng van dẫn ứng với α = 60 ÷ 90⁰
                    CHƯƠNG III : CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ VAN

3.1 – Bảo vệ quá nhiệt cho van

      Khi làm việc với dòng điện có dòng chạy qua trên van có sụt áp, do đó có tổn hao công suất DP tổn hao này sinh ra nhiệt đốt nóng van bán dẫn. mặt khác van bán dẫn chỉ cho phép làm việc dưới nhiệt độ cho phép T_cp cho phép nào đó, nếu quá nhiệt độ cho phép thì các van bán dẫn dễ bị phá hủy. để van bán dẫn làm việc an toàn không bị chọc thủng vì nhiệt ta phải chọn và thiết kế hệ thống tản nhiệt hợp lí.

Tính toán cánh tản nhiệt

   Tổn hao công suất trên một tiristor: DP = DU.I_lv =1,6.104,3 =166,88 W

Diện tích bề mặt tản nhiệt:

Trong đó: DP – tổn hao công suất

               t – độ chênh lệch so với môi trường.

Chọn nhiệt đọ môi trường là : Tmt = 40⁰C,

Nhiệt độ làm việc cho phép của tiristor là T_cp = 125⁰C

    Chọn nhiệt độ trên cánh tản nhiệt T_lv = 80⁰C

                      t = T_lv – T_mt = 80 – 40 = 40⁰C

                k_m: hệ số tỏa nhiệt bằng đối lưu và bức xạ. chọn k_m = 8 (w/m^{2 0}C)

Vậy ta có diện tích của mỗi cánh tản nhiệt:

                          (cm²)

Chọn loại cánh tản nhiệt có36 cánh kích thước mỗi cánh: a x b = 10 x 10 (cm x cm)

Vậy tổng diện tích cánh tản nhiệt của cánh tản nhiệt: S = 26.5.10.10 = 13000(cm²)

3.2 Bảo vệ quá dòng cho van

   Trong quá trình hoạt động và làm việc ta phải sửa chữa và bảo dưỡng mạch động lực cũng như mạch điều khiển do vậy trong mạch còn có thêm các thiết bị bảo vệ đóng ngắt như: aptomat, cầu chì, cầu dao.

   Như ta đã biết I_đc=208.6A

   Ta chọn aptomat có thông số và trị số như sau:

I_tt =k_mm.I_đc= 6 . 208.6 =1251.6A(k_mm= 5 ÷7)

   Ta lựa chọn mạng aptomat loại 4 cực 415V loại S với I_Nđm=55 (KA), I_đm = 1600A do Clipson chế tạo

   Ta có I_ttcủa cầu chì là :

         k_mm= 5÷7 , C = 2.5

Ta chọn I_cc= 1.1÷1.3 I_tt=>I_cc = 1,2 . 500.64 =600.768A

Với I_cc = 600.768A ta lựa chọn loại cầu chì có U=400V với I_đm =630A loại hạ áp do ABB chế tạo.

Lựa chọn dao cách ly

Ta có : I_dc=208,6 (A)

Ta có I_tt> I_đc

Ta lựa chọn loại cầu dao cách ly với U= 1000V với I_đm = 250A

khối lượng của cầu dao là 6.9 kg do ABB sản xuất với kí hiệu là OESA

3.3 Bảo vệ quá áp

Trong quá trình làm việc van phải chịu điện áp ngược tương đối lớn do vậy người ta phân ra làm 2 loại nguyên nhân gây quá áp:

    1, Nguyên nhân nội tại: là do sự tích tụ điện tích trong các lớp bán dẫn. khi khóa van tisitor bằng điện áp ngược, các điện tích nói trên đổi ngược lại hành trình tạo ra dòng điện ngược trong thời gian rất ngắn.sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược gây nên suất điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm, vốn luôn luôn có của đường dây nguồn dẫn tới tiristor. Vì vậy giữa anôt va catot của tiristor xuất hiện quá điện áp. Ta có đồ thị thể hiện quá trình biến thiên của điện áp và dòng điện trên

   2, nguyên nhân bên ngoài: những nguyên nhân này thường xảy ra ngẫu nhiên đôi khi đóng cắt không taỉ một biến áp trên đường dây, khi một cầu chì nhảy khi có sấm sét…

Để bảo vệ quá áp do tích tụ điện tích khi chuyển mạch gây nên người ta dùng mạch RC đấu song song với tiristor như hình dưới:

Thông số của R,C phụ thuộc vào mức độ quá điện áp có thể xảy ra, tốc độ biến thiên của dòng điện chuyển mạch, điện cảm trên đường dây, dòng điện từ hóa máy biến áp. Việc tính toán thông số của mạch R,C rất phức tạp, đòi hỏi nhiều thời gian nên ta sử dụng phương pháp xác định thông số R,C bằng đồ thị giải tích, sử dụng đường cong đã có sẵn

Do vậy quá trình tính toán các thông số R,C rất phức tạp vì vậy chúng ta áp dung phương pháp chọn giá trị R,C theo kinh nghiệm:

Theo kinh nghiệm người ta chọn R = (5÷30)W,C = (0.25÷4) µF

Theo tính toán dòng qua van bằng 208.6 A là lớn nên ta chọn giá trị R,C như sau

R = 25W    ,     C = 0.8 µF

Ta có mạch hoàn chỉnh:

Do xung áp của lưới điện nên chúng ta phải mắc các tụ, điện trở song song với tải ỏ đầu vào nhằm lọc xung . khi xuất hiện xung điện áp trên đường dây nhờ có mạch này mà đỉnh xung gần như nằm lại hoàn toàn trên điện trở đường dây. Do vậy trị số R₂,C₂ phụ thuộc nhiều vào tải. nhưng do quá trình tính toán rất phức tạp đồng thời theo kinh nghiệm R₂ = (5 ¸20W ) C₂ = 4 m F

   Vì dòng của động cơ tương đối lớn nên ta chọn C₂ = 4 m F và R₂ = 8 W

                               PHẦN II : THIẾT KẾ MẠCH

                      CHƯƠNG I : THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC

1.1 TÍNH TOÁN CHỌN VAN

   Dựa vào đồ thị dạng điện áp của bộ điều áp xoay chiều ba pha ta có thể tính toán dòng điện qua van, điện áp ngược qua van do thời gian mở máy của động cơ không được quá lớn :

                                                                 t_kđ= 3s.

   Mặt khác dòng điện ở đây cũng tương đối đáng kể do vậy chúng ta không thể chọn điều khiển dòng triac do quá trình hoạt động triac phát nóng cao do dòng điện quá lớn. Do vậy chúng ta lựa chọn sơ đồ tiristor

   Ta có dòng điện động cơ :

   Dòng điện chạy qua mỗi tiristor :

   Dòng điện làm việc của tiristor là 104.3 A là tương đối lớn, do đó tổn hao năng lượng trên tiristor cũng khá lớn vì vậy ta phải lựa chọn làm mát cho phù hợp để đảm bảo cho tiristor hoạt động bình thường và hết công suất.

   Từ các phương pháp làm mát ta lựa chọn phương pháp làm mát bằng cánh tản nhiệt có quạt gió cưỡng bức với tốc độ gió 12m/s với điều kiện làm mát này tiristor có thể làm việc với 50% dòng định mức.

   Dòng điện tiristor cần chọn là:

   Điện áp tiristor khi ở trạng thái khóa là:

   Điện áp định mức của tiristor là:

                                            U_Tđm = k_đtU_Tlv =1,8.537 =996(V)

   Tiristor mắc vào lưới điện xoay chiều với tần số 50Hz nên thời gian chuyển mạch của tiristor không ảnh hưởng lớn đến việc chọn tiristor:

   Từ các thông số trên ta lựa chọn loại tiristor 303RB100 có thông số sau:

với các thông số :

            – Điện áp ngược cực đại của van:U_n=1000 V

– Dòng điện định mức của van    : I_đm=300 A

-Dòng điện đỉnh cực đại:             I_pik= 8000 A

– Điện áp của xung điều khiển     :U_đk=3V

– Sự sụt áp lớn nhất của tiristor ở trạng thái dẫnlà: ∆U =1.6 V

            – Dòng điện dò : Ir=30 mA

– Dòng điện tự giữ:I_h=500 mA

            – Dòng điện xung điều khiển : I_đk= 0.15 A

            – Nhiệt độ làm việc cực đại cho phép : T_cp = 125^0C

^–Tốc độ biến thiên điện áp : du/dt =200 V/µs

            – Tốc độ biến thiên dòng điện : di/dt =180 A/µs

            – Thời gian chuyển mạch : t_cm =75 µs

ChươngII

           CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỂ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

2.1-giới thiệu chung về mạch điều khiển toàn hệ thống

1.Các yêu cầu chung đối với hệ thống điều khiển

a-Đảm bảo phát xung với đủ các yêu cầu để mở van:

        -Đủ biên độ, U_X

        -Đủ độ rộng ,t_x

        -Sườn xung ngắn (t_x=0.5÷1µs)

        ( xung điều khiển thường có biện độ 2v đến 10v, độ rộng xung thường từ 20µs đến 200 µs)

b-Đảm bảo tính đối xứng đối với các kênh điều khiển

     Trong sơ đồ điều khiển các thyristor ở đây thì độ lệch cho phép của các xung ở các kênh khác nhau phải ở trong một phạm vi cho phép với cùng một giá trị điện áp điều khiển

c- Đảm bảo cách ly giữa mạch điều khiển và mạch động lực

      Đối với khâu biến áp xung thường được sử dụng như một khâu truyền khâu cuối cùng ở tầng khuếch đại xung, điện áp chụi đựng giữa sơ cấp và thứ cấp phải đạt 1500v ÷2000v khi sơ đồ làm việc với điện áp lưới 380v

d- Đảm bảo đúng quy luật thay đổi về pha của các xung điều khiển

Đây là yêu cầu để đảm bảo phạm vi điều chỉnh của góc điều khiển α

   Thông thường đối với sơ đồ biến đổi xung áp xoay chiều góc α phải thay đổi trong phạm vi 0⁰÷210⁰

e- Có thể điều chỉnh được góc điều khiển α, không phạu thuộc vào sự thay đổi điện áp lưới .

f- Không gây nhiễu với các hệ thống điện tử khác ở xung quanh .

g-Có khả năng bảo vệ quá áp , quá dòng mất pha ….và báo hiệu khi có sự cố

    Đối với các yêu cầu cụ thể của sơ đồ bộ biến đổi xung áp xoay chiều 3 pha cho mạch điều khiển mở máy động cơ không đồng bộ roto lồng sóc thì có 2 yêu cầu chính mà mạch điều khiển phải thực hiện được là :

      1-Khi mở máy thì dòng mở máy qua động cơ phải được hạn chế vì lúc này dòng mở máy tăng đột ngột với giá trị lớn làm hỏng động cơ

      2-Để hạn chế dòng mở máy thì ta dùng bộ biến đổi xung áp xoay chiều 3 pha để hạ điện áp đặt vào dây quấn stato động cơ và do đó dòng mở máy sẽ hạn chế .Vậy tại lúc mở máy ta thường điều chỉnh U_đk để cho điện áp stato bằng khoảnh 65%U_đm nên sau khi khởi động thì ta phải cho điện áp stato phải tăng trở lại .

      Sau khi khởi động thì U_đc phải tăng trở lại theo như đồ thị dưới đây và nhờ điều chỉnh U_đc thì ta sẽ điều chỉnh được thời gian khởi động t_kđ=1s ÷ 3s

   Để thực hiện điều này ta phải dùng một khâu sau:

Khâu có tác dụng tạo ra tín hiệu U_đk để mở các van T. do vậy để thực hiện được diều này ta có sơ đồ U_đknhư bên

Mục đích :

     Khi khởi động thì sẽ có một giá trị nhất định là ta điều chỉnh điện áp điều khiển này để lúc khởi động động cơ sẽ có :U_đc = 65%U_đm để dòng qua động cơ được hạn chế .

      Sau đó công tắc star đóng vào mạch tích phân hoạt động U_đk sẽ làm một hàm tuyến tính của U_d có dạng như sau:

       Chính nhờ U_đk tăng thì gócα sẽ giảm dần và U_đc sẽ tăng dần đạt theo đúng yêu cầu .

Phân tích hoạt động

     Khi chưa đóng công tắc thì U_đk= U_đk0, trong đó U_đk0 là điện áp điều khiển ứng với U_đc = 65% U_đm

    Khi đóng công tắc thì U_d= -E

        Ta có : -U_đk=

Từ đó :

                      U_đk=

Vậy sau đó U_đksẽ tăng dần và α giảm dần thì U_đcsẽ tăng dần .

Vậy nhờ khâu trên ta đã thực hiện được yêu cầu đề ra cho công việc khởi động .

*Cấu trúc của một mạch điều khiển sau:

Trong đó :

        -ĐF : khâu tạo điện áp đồng pha

        -U_rc : điện áp răng cưa

        – Uc : là điện áp điều khiển

        – khâu 2:khâu so sánh điện áp giữa U_c và U_rc, khi U_c– U_rc=0 thì trigow lật trạng thái

        – khâu 2 : khâu tạo xung chum .

        – khâu 3 : là khâu khuếch đại xung

        – khâu 4: khâu biến áp xung.

Bằng cách điều hỉnh U_c ta có thể điều chỉnh được vị trí xung điều khiển tức là điều chỉnh được góc α.

2.2 Khâu tạo điện áp đồng bộ

     Khâu tạo điện áp đồng bộ cho bộ điều áo xoay chiều ba oha để điều chỉnh sáu thyrisror thường cần một hệ điện áp 6 pha làm diện áp đồng bộ .Góc α được tính từ gốc O .Hệ điện áp pha này bao gồm sáu điện áp đồng bộ hình sin lệch nhau một góc Π/3.Yêu cầu này sẽ được thỏa mãn dễ dàng nếu dùng một máy biến áp 3 pha sơ cấp có ba cuộn dây đấu sao lấy điện áp từ lưới .Máy biến áp này có thể được bố trí như sau”

Cách sau :

     Điểm trung tính kí hiệu là O nối với điểm O của mạch điều khiển u_s1,u_s3,u_s5dùng làm điện áp đồng bộ của pha a, b , c tương ứng :

     u_s1=U_smsin (θ + Л/3 ) ;

     u_s3=U_sm.sin (θ – Л/3 );

     u_s5= U_sm.sin (θ –Л ) ;

     u_s2= U_sm.sin θ    ;

     u_s4 =U_sm.sin (θ –2 Л/3);

     u_s6=U_sm.sin (θ –4 Л/3);

Nguyên lý hoạt động :

   Theo sơ đồ cấu trúc khâu này phải tạo ra một điện áp có góc lệch pha cố định vơi điện áp lực đặt lên van lực, phù hợp nhất cho mục đích này là biến áp . Ỏ đây ta sử dụng biến áp một pha có điểm giữa .

   Điện áp hình sin của lưới điện được chỉnh lưa qua bộ chỉnh lưu 1pha 2 nửa chu kỳ để tao ra U_DF. Điện áp U_DF được so sánh với điện áp đặt U_o qua bộ so sánh là 1 OPAM , cho đầu ra U_db là điện áp ở 2 trạng thái bão hòa âm và bão hòa dương của OPAM. Điện áp U_o được tạo ra qua bộ chia áp gồm nguồn E và các điện trở R₂ và biến trở VR₃ .Việc điều chỉnh U₀ ta để điều chỉnh độ nghiêng của điện áp ở đầu ra của khâu răng cưa và có thể điều chỉnh được dải điều chỉnh của góc điều khiển a .

2.3Khâu biến áp xung và khuếch đại xung:
1. a) Tác dụng :
     Khâu khuếch đại xung là khâu cuối cùng quan trọng trong hệ thống điều khiển Khâu KĐX có nhiệm vụ là khuếch đại tín hiệu điều khiển đưa đến để điều khiển van bán dẫn công suất để đảm bảo các tham số cơ bản như biên độ , độ rộng và công suất Một trong những nhiệm vụ cơ bản của KĐX là cách ly giữa mạch động lực và hệ thống điều khiển .

      Khối KĐX có tác dụng tăng cường dòng từ cổng AND đi ra (dòng từ cổng AND đi ra thường nhỏ) sau đó qua BAX để tạo được dòng điện điều khiển I_g , áp điều khiển Ug có biên độ thích hợp để mở Thyristor .

Máy biến áp xung là loại biến áp đặc biệt trong đó điện áp đặt lên phía sơ cấp có dạng cung chũ nhật mà không phải là một điện áp hình sin .Điều này dẫn đến chế độ làm việc và tính toán BAX rất khác so với các biến áp thông thường .

        b)Hoạt động

     Sơ đồ gồm môt khóa Transistor T₁ được điều khiển bởi một xung có độ rộng t_x,Khi T₁ mở bão hòa gần như toàn bộ điện áp nguồn U_n được đặt lên cuộn sơ cấp của máy biens áp xung.Điện áp cảm ứng bên phía thứ cấp có cực tính dương mở điôt D₂ đưa dòng điện điều khiển vào giữa cực điều khiển và catôt của thyrsisor T. Điot D4 có tác dụng làm giảm điện áp ngược đặt lên giữa catot và cực điều khiển của thyristorT khi điện áp dương hơn điện áp anôt. Điều này đảm bảo an toàn cho tiếp giáp G – K của thyristor khi T ở chế độ khóa.

       Khi transitor T1 khóa lại dòng collector-emitter của nó sẽ về bằng 0 .Tuy nhiên dòng qua cuộn dây sơ cấp BAX không thể bị dập tắt đột ngột được .Sức điện động tự cảm trên cuộn dây khi đó sẽ đảo chiều theo hướng muốn duy trì dòng này ,nghĩa là sức điện động có dấu(-) ở phía trên và (+) ở phía dưới .Sức điện động này có thể rất lớn vì nó tỷ lệ với tốc độ giảm của dòng điện sơ cấp i_1:di₁/dt .Tuy nhiên khi điôt D₁ và điôt ổn áp DZ sẽ mở tạo ra đường khép kín cho dòng i₁.Dòng i₁ sẽ suy giảm dần về không do tổn hao công suất trên điện trở thuần của cuộn dây và chủ yếu do tiêu tán sụt áp trên điôt D1 và điôt D2 .Nhờ đó điện áp trên collector của transitor T1 được giữ ở mức U_n+ (U_D1+ U_DZ).

Điện trở R mắc nối tiếp giữa nguồn và biến áp xung có tác dụng hạn chế dòng từ hóa BAX. Điện trở R được tính để đảm bảo dòng qua transitor T1 không bao giờ vượt quá dòng collector lớn nhất cho phép.

2.4 Khâu tạo điện áp răng cưa

        Nguyên lý hoạt động :

Điện áp đồng bộ ở 2 trạng thái bão hòa âm và bão hòa dương được đưa vào bộ tạo xung răng cưa. Bộ tạo xung răng cưa thực chất là 1 mạch tích phân hoạt đọng ở 2 trạng thái tương ứng với 2 trạng thái phóng nạp của tụ C.

Sử dụng đặc điểm của OPAM ta có điện áp đặt lên 2 đầu tụ C bằng điện áp đầu ra của OPAM 2 .

2.5 Khâu so sánh

Khâu này có chức năng so sánh điện áp điều khiển với điện áp tựa để định thời điểm phát xung điều khiển thông thường đó là thời điểm khi 2 điện áp này bằng nhau. Nói cách khác đây là khâu xác đinh góc điều khiển a.

Điện áp răng cưa được so sánh với tín hiều điều khiển U_dk qua một OPAM tạo nên tín hiệu đàu ra mang thông tin về góc a. Tín hiệu điều khiển U_dk được diều chỉnh nhớ khâu phản hỗi và đảm bảo : 0

          Chương III : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

3.1 Tạo nguồn nuôi một chiều :

   Khối tạo nguồn nuôi một chiều cung cấp điện áp môt chiều cho khuyếch thuật toán hoạt động và cho các điện áp đặt ở đầu vào các IC thực hiện nhiệm vụ so sánh.

Chọn IC ổn áp loại :
- UA7815 có điện áp ngưỡng là 35V
Dòng điện ra I₀ = 1.5A , điện áp ra : E =15V
- UA7915 có điện áp ngưỡng là -40V
Dòng điện ra I₀ = 1.5 A

Điện áp ra : E = -15V

Tụ C₄,C₅ dùng để lọc sóng hài bậc cao và R =1 kW

Chọn C₄ = C₅ =470µF ,U = 35V

3.2 Tính tầng khuyếch đại cuối cùng

               – Chọn transistor công suất 2SC9111 làm việc ở chế độ xung có các thông số :

               – Transistor loại NPN,vật liệu bán dẫn là Si

               – Điện áp giữa colecto va bazơ khi hở mạch emitor :U_CBO = 40V

               – Điện áp giữa emitor va bazơ khi hở mạch colecto :U_EBO = 4V

               – Dòng điện lớn nhất ở colecto có thể chụi đựng Ic_max = 500 mA

               – Công suất tiêu tán ở colecto Pc = 1.7W

             – Nhiệt độ lớn nhất ở mặt tiếp giáp : t = 175⁰C

               – Hệ số khuyếch đại: b =50

               – Dòng làm việc của colecto : Ic₃ = I₁ = 33.3mA

               – Dòng làm việc của bazơ :I_B3 = I_C3

Ta thấy loại transistor là van dẫn có công suất điều khiển khá bé : U_đk = 3V, I_đk = 0.15A . Nên      dòng colecto-bazơ của transistor Ir₃ khá bé, trong trường hợp này ta có thể không cần                  transistor T₂ mà vẫn đủ công suất điều khiển transistor. Chọn nguồn cho biến áp xung                                            E = 15V, ta phải mắc thêm điện trở R₁₀ nối tiếp với cực emitor của Ir₃,R₁

              R₁₀=

Tất cả các diode trong mạch điều khiển đều dùng loại 1N4009 có tham số:

               -Dòng điện định mức:I_đm =10A

               – Điện áp để cho diode mở thông :U_m = 1V

               – Điện áp ngược lớn nhất U_N = 25V

3.3 Chọn cổng AND

Ta thấy trong mạch điều khiển dùng 6 cổng AND nên ta lựa chọn 2 IC4081 họ CMOS. Mỗi IC4081 có 4 cổng AND với các thông số:

              -Nguồn nuôi IC: V_CC = 3÷9V . ta lựa chọn V_cc =12V

              -Nhiệt độ làm việc: T = -40⁰C÷80⁰C

              -Điện áp ứng với mức logic”1”: 2÷4.5V

              -Dòng điện nhỏ hơn 1mA

              -Công suất tiêu thụ P = 2.5(nW/1cổng)

Chọn tụ C₃ và R₉

Điện trở R₉ dùng đê hạn chế dòng điện vào bazơ cua transistơ I_r3

Chọn R₆ thỏa mãn điều kiện: với I_rò=0,001(A)

           R₆≥ =

Chọn C₃ . R₆ = t_x   mà R₆ = 4,5

                                         => C₃ =

3.4 Tính bộ tạo xung chùm

Ta có mỗi kênh điều khiển phải dùng 4 kênh khuyếch đại thuật toán, do đó ta chọn 6 IC loại TL084 do hãng Texas Instrumenst chế tạo, mỗi IC này có 4 khuyếch đại thuật toán.

Ta có thông số của IC TL084 :

              -Điện áp nuôi V_cc= ±18V, chọn V_cc = ±12V

              -Hiệu điện thế giữa hai đầu vào: U= ±30V

              -Nhiệt độ làm việc : T= -25÷85⁰C ,

              -Công suất : P=0,68 (W)

            -Tổng trở vào : R_in= 10⁶ MW

             -Dòng điện ra: I_ra= 30 (pA)

             -Tốc độ biến thiên điện áp: d_u/d_t = 13(V/µs)

Mạch tạo chùm xung có tần số: f=, hay chu kì của chum xung: T=

Ta có T= 2R₉.C₂.ln(1+2R₈/R₇), chọn R₈=R₇=33(W)

Thì ta có T= 2,2R₉.C₂=1000 vậy R₉.C₂= 454,5(µs)

Chọn C₂ = 0,1µs, có điện áp ra U=16(V), R₉= 454,5 (W)

Và để thuận tiện cho việc lắp mạch ta lựa chọn R₉=5(kW)

                       U_đk = 3 V

                       I_đk= 0,15 A

                       Thời gian chuyển mạch: t_cm= 120 µs

                       Độ rộng xung t_x = 167

f_đk = 10 kHz

3.5 Tính bộ tạo xung áp

Chọn vật liệu làm lõi là sắt Ferit HM. Lõi có dạng hình xuyến làm việc trên một phần của đặc tính từ hóa có: ∆B= 0,8 (T), ∆H= 20(A/m), và không có khe hở không khí.

Tỷ số biến áp thường là m=2÷3 nên chọn m=3.

Điện áp cuộn thứ cấp la: U₂= U_đk =3V

Điện áp đặt lên cuộn sơ cấp: U₁= m.U₂= 3.3= 9V

Dòng điện thứ cấp: I₂= I_đk=0,15A

Dòng điện sơ cấp I₁=(A)

  Độ từ thẩm trung bình tương đối của lõi sắt:

          Với :µ₀ = 1,26.10^-6

Vậy ta có thể tích lõi thép cần có là :

             (cm³)

Với V= 2,34 cm³, ta chọn được biến áp xung với các thông số

                a=6mm, b=8mm,d=25mm,D=40mm

                Q=0.49cm²

                 Chiều dài mach từ:L=10.2 (cm)

Số vòng dây sơ cấp máy biến áp xung

   Theo luật cảm ứng điện từ:

                                      (vòng)

   Số vòng dây thứ cấp:

   Tiết diện dây quấn sơ cấp:

    Đường kính dây quấn sơ cấp:

     Tiết diện dây quấn thứ cấp là:

                                               (mm²)

                                                Với

     Vậ đường kính dây quấn thứ cấp là:

                                         (mm)

     Kiểm hệ số lấp đầy:

Vời K_lđ = 0,11 thì cửa sổ đủ diện tích cần thiết

Tầng so sánh khuyếch đại thuật toán loại TL084

Chọn R₄= R₅> U_V/I_đk = 12/0,1.10³ = 12kW

Trong đó nếu nguồn nuôi Vcc = ±12V thì điện áp A₃ là Uv 12V dòng điện vào được hạn chế để I_lv < 1mA

Do đó ta lựa chọn R₄ = R₅ = 15 kW khi đó dòng vào A₃ là :

                                   I_v =   mA

Tính chọn khâu đồng pha

Điện áp tụ được hình thành do sự nạp của tụ             C₁. mặt khác để đảm bảo điện áp tụ có trong một nửa chu kì điện áp lưới là tuyến tính thì hằng số thời gian nạp tụ :T = R₁.C₁ = 0.005s (thời gian nạp của tụ T = 0.005s)

Chọn tụ C₁ = 0.1µF thì điện trở R₁=

Thông thường R₃được chọn làm là một biến trở để thuận tiện cho việc điều chỉnh.

Ta chọn transistor loại AS64 với các thông số transistor loại PNP làm bằng Si.

              Điện áp giữa colector và bazơ khi hở mạch emitor :U_CBO = 25V

              Điện áp giữa emitor và bazơ khi hở mạch collector : U_EBO = 7V

              Dòng điện lớn nhất của colector có thể chụi đựng I_Cmax= 100mA

              Nhiệt độ lớn nhất ở mặt tiếp giáp : T_cp = 150⁰C

              Hệ số khuyếch đại b = 250

              Dòng điện cực đại của bazơ : I_B = A

              Điện trở R₂ để hạn chế dòng điện đi vào cực bazơ của transistor được tính như sau:R₂                    thỏa mãn điều kiện R₂

Chọn điện áp xoay chiều đồng pha U_A = 9V

Điện trở R₃để hạn chế dòng điện qua khuyếch đại thuật toán A₁ do vậy R₃ được chọn sao cho dòng điện vào khuyếch đại thuật toán với I_V< 1mA .Do đó R₃

Chọn R =10kW

3.6 Tính toán biến áp nguồn nuôi và đồng pha

    Ta thiết kế máy biến áp dùng cho cả việc tạo điện áp đồng pha và tạo nguồn nuôi, chọn kiểu biến áp 3 pha 3 trụ trên mỗi trụ có 3 cuộn dây 1 cuộn sơ cấp và 2 cuộn thứ cấp

Điện áp lấy ra ở thứ cấp máy biến áp làm biến áp đồng pha lấy ra làm nguồn nuôi:

U₂ = U_2đpđm = U_N= 15V

Dòng điện thứ cấp máy biến áp đồng pha : I_2đp = 1mA

Công suất nguồn nuôi cho biến áp xung : U_đp= 6.U_2đpđm.I_2đp = 6.15.10^-3 = 0.09W

Công suất tiêu thụ ở 6ICTL084 sử dụng làm khuyếch đại thuật toán ta chọn IC4081 để tạo cổng AND: P_IC = 8.P_ic 8.0,68=5,12W

Công suất máy biến áp xung cấp cho cực điều khiển tiristor:

                                  P_X= 6.U_đk.I_đk = 6.3.0,15 = 2,7W

Công suất sử dụng cho việc tạo nguồn nuôi:

                                   P_N = U_đp + P_IC + P_X = 0.09 + 5.12 + 2.7 = 7.91W

Công suất của máy biến áp có thể tổn thất 5% do trong máy gây ra:

                                   P_TT = 0,05.(0,09+P_N) = 0,4W

Vậy tổn thất công suất do máy biến áp gây ra:

                                   S = P_TT+ P_N = 0,4 + 7,91 = 8,3 VA

Dòng điện thứ cấp máy biến áp

Dòng điện sơ cấp

Tiết diện trụ của máy biến áp được tính theo công thức kinh nghiệm

Nên ta có tiêu chuẩn hóa tiết diện trụ Q_t = 1,63 cm², kích thước mạch từ là

      a = 12 mm                         h = 30 mm

      b = 16 mm                         hệ số ép chặt = 0,85

Trong đó k_Q = 6 dựa vào hệ số phương pháp làm mát

Số trụ của máy biến áp: m = 3

Tần số của lưới điện f = 50 Hz

Ta có số vòng dây của cuộn sơ cấp:

                                   (vòng)

Dây cuộn thứ cấp :

                                   (vòng)

Chọn mật độ dòng điện : J₁ = J₂ = 2,75(A/mm²)

Đường kính dây cuốn : d₁=

Vậy chọn d₁ = 0,1mm để đảm bảo độ bền và cách điện tốt ta chọn d₁= 0,12mm

Số vòng dây cuộn thứ cấp: W₂ = 482 vòng

Tiết diện dây: S₂ =

Đường kính dây cuộn thứ cấp : d₂=

Chọn d₂ =0,31mm

Hệ số lấp đầy k_lđ = 0,9 với k_lđ =

Cửa sổ máy biến áp :

Chọn C = 10mm

Chiều dài mạch từ:

                              C₀=2C+3a=2.10+3.12=56(mm)

Chiều cao mạch từ:

                                   H = h + 2a = 30 + 2.12 =54(mm)

3.7 Tính toán chọn diode cho bộ chỉnh lưu nguồn nuôi :

Dòng điện HD qua I_DHD =

Điện áp ngược lớn nhất mà diode phải chịu:

                                   U_Nmax = =

Chọn diode có I_đm

I_đm k_i.I_DHD = 10.0,06 = 0,6(A)

Chọn I_đm = 1A

Chọn diode có điện áp ngược lớn nhất

                                   U_n = k_n.U_Nmax = 2.36,7 =73,4(V)

Với I_đm = 1(A), U_n=73,4(V) ta chọn diode loại KH 208A có các thông số :I_đm=1.5A,U_N=100V

                             Phần III : Mô phỏng

Mô phỏng mạch động lực bằng phần mềm Psim

Mạch mô phỏng và kết quả như hình vẽ bên như hình vẽ bên :

                                                    Kết luận

       Học kì vừa qua với sự giúp đỡ tận tình của thầy Bùi Văn Huy. Chúng em dã cố gắng hoàn thành đồ án môn điện tử công suất với đề tài “ thiết kế bộ điều khiển động cơ không đồng bộ roto lồng sóc “mặc dù lúc đầu còn bỡ ngỡ, nhưng được sự chỉ bảo tận tình của thầy Bùi Văn Huy, chúng em đã hoàn thành đồ án, có thêm được nhiều kinh nghiệm quý báu trong thực tế, kiến thức về điện tử công suất và các môn học khác để sau này có đủ tự tin làm các đồ án khác và giúp chúng em :

          Hiểu được cấu tạo, nguyên lí hoạt động của bộ điều áp xoay chiều 3 pha và ứng dụng vào thực tế

          Biết cách thiết kế và tính toán mạch động lực

           Biết cạch thiết kế và tính toán mạch điều khiển

         Kết quả mô phỏng cho thấy mạch động lực cho thấy hoạt động tốt và đạt những yêu cầu thực tế đặt ra. Điều đó chứng tỏ tính đúng đắn của mạch đã thiết kế, kết quả là là cơ sở cho việc ứng dụng để thiết kế mạch thực tế.

          Tuy nhiên, do thời gian có hạn và kiến thức còn non kém nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót

        Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Văn Huy đã tận tình hướng dẫn , giúp đỡ em trong suốt thời gian làm đồ án để em hoàn thành đồ án này

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí
[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
July 15, 2019

Bài Tập Lớn Môn Lý Thuyết Ô Tô

Bài Tập Lớn Môn Lý Thuyết Ô Tô

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Bài tập lớn Đầu tư tài chính

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/B%C3%A0i-T%E1%BA%ADp-L%E1%BB%9Bn-M%C3%B4n-L%C3%BD-Thuy%E1%BA%BFt-%C3%94-T%C3%B4-T%C3%8DNH-TO%C3%81N-S%E1%BB%A8C-K%C3%89O-C%E1%BB%A6A-%C3%94T%C3%94-CON.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài Tập Lớn Môn Lý Thuyết Ô Tô

LỜI NÓI ĐẦU

TẦM QUAN TRỌNG CỦA VIỆC TÍNH TOÁN SỨC KÉO;

Tính toán sức kéo ô tô nhằm mục đích xác định các thông số cơ bản của động cơ, của hệ thống truyền lực để đảm bảo chất lượng động lực học cần thiết của chúng trong các điều kiện sử dụng khác nhau, phù hợp với các điều kiện đã cho của ô tô. Từ đó để xác định các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng kéo của ô tô như chỉ tiêu vận tốc lớn nhất, góc dốc lớn nhất của đường mà ô tô có thể khắc phục được, gia tốc lớn nhất của ô tô, quãng đường và thời gian tăng tốc ngắn nhất khi đạt vận tốc là lớn nhất . Các chỉ tiêu trên có thể tìm được khi giải phương trình chuyển động của ô tô bằng phương pháp đồ thị hoặc phương pháp giải tích.

Tài liệu tính toán sức kéo ô tô có thể làm tài liệu nghiên cứu cho nhiều đối tượng khác nhau như: Sinh viên cơ khí, thợ sửa chữa ô tô trong các gara cũng như những người có nhu cầu khác…

Vì kiến thức còn hạn chế vì vậy tài liệu không thể không có những sai xót vì vậy mong nhận được những đóng góp của thầy giáo cũng như các bạn để tài liệu ngày càng được hoàn thiện.

Phần I

Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ

I . Xác định trọng lượng và sự phân bố trọng lượng

Trọng lượng xe thiết kế :
G = Go + n. A + n.Gh

Trong đó :

Go : Trọng lượng bản thân của xe

Gh: Trọng lượng của hành lý

A : Trọng lượng của 1 người

n : Số chỗ ngồi trong xe

G : Trọng lượng toàn bộ của ô tô (kG)

Vậy ta có: G = 1450+ 5*60+5*25 = 1875 (kG)

2 .Phân bố tải trọng lên các cầu.

Với xe du lịch : theo số liệu cho trước ta có:

+Tải trọng phân bố cầu trước:

Z₁ = 0,42*G = 0,42* 1875= 787.5(kG)

+Tải trọng phân bố cầu sau:

Z₂ = 0.58*G= 0.58* 1775=1087.5(kG)

Chọn lốp

– Lốp có kí hiệu 195/60Z14

Þ Bán kính thiết kế của bánh xe :

r₀ = 195+ *25,4 = 372.8 (mm)= 0.3782(m)

Bán kính động và động lực học bánh xe : r_b = r_k= l. r₀

Chọn lốp có áp suất cao,hệ số biến dạng = 0,95

r_k= l. r₀ = 0,95*0.3782 = 0.35 (m)

II. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ

– Các đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ là những đường cong biểu diễn sự phụ của các đại lượng công suất , mô men và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ. Các đường đặc tính này gồm :

+ Đường công suất N_e = f(n_e)

+ Đường mô men xoắn M_e = f(n_e)

+ Đường xuất tiêu hao nhiên liệu của động cơ g_e = f(n_e)

Xác định công suất của động cơ theo điều kiện cản chuyển động

; (W)

-Trong dó : G – tổng trọng lượng của ô tô = 1875 KG

v_max– vận tốc lớn nhất của ô tô 309 (km/h)

K- hệ số cản khí động học, chọn K = 0,025 (kG.s²/m⁴)

F – diện tích cản chính diện. F = B.H₀ =0.8*1.6*1.5 = 1.92(m²)

– hiệu suất của hệ thống truyền lực: chọn = 0,93

f : là hệ số cản lăn của đường (chọn f₀ =0,018 với đường nhựa tốt ).

Vậy ta có f = f₀ (1 + )= 0.1164 Vì v = 309 > 80( km/h.)

Vậy ta có :

N_v= ( mã lực)

Error! No bookmark name given.

2 . Xác định công suất cực đại của động cơ

Công suất lớn nhất của động cơ: N_emax= (kW)

Trong đó a,b,c là các hệ số thực nghiệm ,với động cơ xăng 4 kỳ:

a= b=c =1

l ==1.1

Chọn n_N=5000v/p: số vòng quay của trục khuỷu động cơ ứng với N_emax= 719 ( mã lực)

Với động cơ xăng chọn =1.1

3 . Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ.

-Tính công suất động cơ ở số vòng quay khác nhau :

Sử dụng công thức Lây-Đec-Man:

(mã lực)

Trong đó N_{e max} và N_n là công suất cực đại và số vòng quay tương ứng.

N_e và n_e công suất và số vòng quay ở 1 thời điểm trên đường đặc tính ngoài của động cơ.

Tính mô men xoắn của trục khuỷu động cơ ứng với vòng quay

n_e khác nhau : M_e = (kG.m)

λ^|= là các đại lượng n_e và n_n đã biết ( với λ^| = 0,2; 0,4 … 0,9;1: 1,1)

λ	0.2	0.3	0.5	0.6	0.8	0.9	1	1.1
ne(v/p)	1000	1500	2500	3000	4000	4500	5000	5500
Ne(PS)	167	261	449	535	667	704	719.	703.9
Me(KG.m)	119.6	124.6	128.6	127.7	119.4	112	103	91.7

Đồ thị đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ.

( vẽ trên giấy Ao kẻ ly)

Nhận xét :

Trị số công suất N_emax ở trên chỉ là phần công suất động cơ dùng để khắc phục các lực cản chuyển động. Để chọn động cơ đặt trên ô tô, cần tăng thêm phần công khắc phục các sức cản phụ, quạt gió, máy nén khí,… Vì vậy phải chọn công suất lớn nhất là:

N_emax = 1,1*N_emax = 1.1*704=719(mã lực)

– Hệ số thích ứng của động cơ theo mô men xoắn:

k==1,2 M_emax=k*M_N=1.2*103 = 123.6 (KG.m)

III. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính

Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực chính trong trường hợp tổng quát được xác định theo công thức :

i_t= i_h . i_f . i_o

Trong đó : i_h là tỷ số truyền lực chính

i_f là tỷ số truyền của hộp số phụ

i_o là tỷ số truyền của truyền lực chính

Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính.

i₀ được xác định trên cơ sở đảm bảo tốc độ chuyển động cực đại của ô tô ở số truyền cao nhất trong hộp số.

i₀ =

r_b= 0,35 m : bán kính động lực học của bánh xe (m).

i_hn = 1 : tỷ số truyền của tay số cao nhất

v_max: vận tốc lớn nhất của ô tô 309( km/h).

n_v : số vòng quay của động cơ khi ô tô đạt tốc độ lớn nhất

i_pc =1.3

i₀ = 0.377.=1.8

Xác định tỷ số truyền của hộp số

2.1.Xác định tỷ số truyền của tay số 1

Tỷ số truyền của tay số 1 được xác định trên cơ sở đảm bảo khắc phục được sức cản lớn nhất của mặt đường mà bánh xe chủ động không bị trượt quay trong mọi điều kiện chuyển động.
Theo ĐK chuyển động ta có :

P_kmax P +P_w

P_kmax : lực kéo lớn nhất của động cơ phát ra ở bánh xe chủ động.

P: lực cản tổng cộng của đường .

P_w : lực cản không khí .

Khi ô tô chuyển động ở tay số I ,vận tốc của ôtô nhỏ nên bỏ qua P_w

Vậy : P_kmax P=.G

suy ra : i_I

f = 0,018

α : góc dốc cực đại của đường =10^o

Ψ_max là hệ số cản tổng cộng lớn nhất của đường

Ψ_max = f + tgα_max = 0.1164+ tg10^o = 0.29

i_h1 ≥ =15 (1)

-Mặt khác P_kmax còn bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường:

P_kmax P=m_k.G

m_k.G

Theo điều kiện bám ta có :

i_hI

G : trọng lượng phân bố ở cầu chủ động

= 0,8 : hệ số bám của mặt đường tốt.

r_b : bán kính làm việc trung bình của bánh xe .

i_h1≤ = 1.84(2)

Từ (1) và (2) ta chọn lấy i_h1= 1.50

2.Xác định tỷ số truyền của các tay số trung gian

Chọn hệ thống tỷ số truyền của các cấp số trong hộp số theo cấp số nhân.

Công bội được xác định theo biểu thức;

Trong đ: n – số cấp trong hộp số; n= 6

– tỷ sổ truyền tay số 1, i_h1= 1.50

– tỷ số truyền tay số cuối cùng trong hộp số. i_h6=1

Tỷ số truyền tay số thứ i được xác định theo công thức sau:

Trong đó: – – tỷ số truyền tay số thứ i trong hộp số (i=2,…,n-1)

Từ hai công thức trên ta sẽ xác định được tỷ số truyền ở các tay số:

+Tỷ số truyền của tay số II

+Tỷ số truyền của tay số III là :ih3 =

+Tỷ số truyền của tay số IVlà :ih₄ = 1.19

+ Tỷ số truyền tay số 5 là : i_h5 =1.10

+ Tỷ số truyền tay số 6 là :1

-Tỷ số truyền tay số lùi : i₁= 1,2.i_hi= 1,2* 1.50=1.8

Kiểm tra tỷ số truyền tay số lùi theo điều kiện bám P_kl P=G

Theo điều kiện bám ta phải có :

i_hI≤ = 1.84

Vậy i_l 1.8 < 1.84 là thỏa mãn điều kiện.

Tỷ số truyền tương ứng với từng tay số :

Bảng 2: bảng tỷ số truyền của các tay số

Tay số	I	II	III	IV	V	VI	Số lùi
Tỷ số truyền	1.5	1.39	1.29	1.19	1.1	1	1.8

3 ) Lập bảng xác định vận tốc của ô tô tương ứng với từng số truyền.

V_m = 0.377

ne(v/p)	1000	1500	2500	3000	4000	4500	5000	5500
V số 1	37.59	56.39	93.98	112.78	150.37	169.17	187.96	206.76
V số 2	40.57	60.85	101.42	121.7	162.27	182.55	202.84	223.12
V số 3	43.71	65.57	109.28	131.14	174.85	196.71	218.56	240.42
V số 4	47.39	71.08	118.46	142.17	189.54	213.24	236.93	260.62
V số 5	51.26	76.89	128.16	153.79	205.05	230.68	256.31	289.94
V số 6	56.39	84.58	140.97	169.17	225.56	253.75	281.94	309

PHẦN II

XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÁC CHỈ TIÊU ĐỘNG LỰC HỌC CỦA Ô TÔ

I. Cân bằng công suất của ô tô

Phương trình cân bằng công suất

Phương trình cân bằng công suất tại bánh xe chủ động

N_k = N_f N_i N +N_w

Công suất của động cơ phát ra tại bánh xe chủ động

N_k= N_e – N_r = N_e . = N_e .

N_r công suất tiêu hao cho tổn thất cơ khí trong hệ thống truyền lực

= 0,89 hiệu suất truyền lực.

N_f công suất tiêu hao cho lực cản lăn.

N_f= G.f.cos.

Công suất tiêu hao cho lực cản của không khí

N_w =

– N_j Công suất tiêu hao cho lực cản quán tính khi tăng tốc .

N= .

Trong đó : j : gia tốc của ôtô.

v : vận tốc chuyển động của ôtô.

: hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng quay.

g : gia tốc trọng trường.

Tuy nhiên trong phương trình chỉ cần xác định thanh phần N_k ,N_f,N_w

Ta thấy đường biểu diễn N_f là đường bậc nhất qua gôc tọa độ nên chỉ cần xác định 2 điểm.

N_f0 = 0 và

Đương biểu diễn đồ thị N_w là đường cong
Các đồ thị N_k-v theo các số truyền .

Bảng 4: Tính công suất của động cơ

ne(v/p)		1000	1500	2500	3000	4000	4500	5000	5500
Ne(PS)		167	261	449	535	667	704	719.	703.9
Nk		155.31	242.73	417.57	497.55	620.31	654.72	668.67	654.63
V số 1		37.59	56.39	93.98	112.78	150.37	169.17	187.96	206.76
V số 2		40.57	60.85	101.42	121.7	162.27	182.55	202.84	223.12
V số 3		43.71	65.57	109.28	131.14	174.85	196.71	218.56	240.42
V số 4		47.39	71.08	118.46	142.17	189.54	213.24	236.93	260.62
V số 5		51.26	76.89	128.16	153.79	205.05	230.68	256.31	289.94
V số 6	56.39		84.58	140.97	169.17	225.56	253.75	281.94	309.

– Xét ô tô chuyển động trên đường bằng : N_c = N_f + N_w

Ta có bảng tính sau :

Bảng 5: Tính công cản của động cơ

V(km/h)	40	60	86	100	120
f	0.018	0.018	0.02	0.03	0.035
Nf	4.92	7.39	11.76	20.52	28.72
Nw	0.88	2.96	8.72	13.71	23.70
Nw+Nf	5.8	10.35	20.48	34.23	52.42

V(km/h)	150	180	220	250	280	309
f	0.045	0.055	0.07	0.085	0.097	0.1164
Nf	46.16	67.71	105.32	145.33	185.75	245.98
Nw	46.29	79.98	146.03	214.29	301.06	404.62
Nw+Nf	92.45	147.69	251.35	359.62	486.81	650.60

Đồ thị cân bằng công suất (vẽ trên giấy Ao kẻ ly)

Nhận xét:

Trên đồ thị, đoạn nằm giữa N_kvà (N_f+ Nw) là công suất dư. Công suất dư này để khắc phục các công cản công lên dốc, công suất cản tăng tốc.

II.Xác định chỉ tiêu về lực kéo của ô tô:

Phương trình cân bằng lực kéo:

P_ki= P_f P_i P + P_w

P_k : Lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động, P_ki = ( kG ).

P_f : Lực cản lăn, P_f =f.G.cos.
P_i : Lực cản lên dốc . P_i =G.sin.
P_w : Lực cản không khí, P_w=.
P: Lực cản quán tính (xuất hiện khi xe chuyển động không ổn định),

P_j = .

: Góc dốc của đường .

i=tg:Độ dốc của đường .
f : Hệ số cản lăn của đường .

Bảng 6: Tính lực kéo P_K theo tốc độ ô tô

Me(KG.m)	119.6	124.6	128.6	127.7	119.4	112	103	91.7
Pk1	858.04	893.92	922.61	916.16	856.61	803.51	738.95	657.88
V số 1	37.59	56.39	93.98	112.78	150.37	169.17	187.96	206.76
Pk2	795.12	828.36	854.95	848.97	793.79	744.60	684.76	609.64
V số 2	40.57	60.85	101.42	121.7	162.27	182.55	202.84	223.12
Pk3	737.92	768.77	793.45	787.89	736.68	691.03	635.50	565.78
V số 3	43.71	65.57	109.28	131.14	174.85	196.71	218.56	240.42
Pk4	680.72	709.17	731.94	726.82	697.58	637.46	586.23	521.92
V số 4	47.39	71.08	118.46	142.17	189.54	213.24	236.93	260.62
Pk5	629.23	655.54	676.58	671.85	628.18	589.23	541.90	482.45
V số 5	51.26	76.89	128.16	153.79	205.05	230.68	256.31	289.94
Pk6	572.03	595.94	615.08	610.77	571.07	535.68	492.63	438.59
V số 6	56.39	84.58	140.97	169.17	225.56	253.75	281.94	309.

Bảng 7:Tính các loại lực cản theo tốc độ của ô tô

V(km/h)	40	60	86	100	120
f	0.018	0.018	0.02	0.03	0.035
Pw	5.91	13.29	27.31	36.92	53.17
Pf	32.24	32.24	36.93	55.40	64.63
Pf+Pw	38.15	45.53	64.24	92.32	117.80

V(km/h)	150	180	220	250	280	309
f	0.045	0.055	0.07	0.085	0.097	0.1164
Pw	83.08	119.63	178.71	230.77	289.48	352.55
Pf	83.09	101.56	129.26	156.95	179.11	214.93
Pf+Pw	166.17	221.19	307.97	387.72	468.59	567.48

+) P_ki =

Trong đó : p_ki :lực kéo tương ứng ở cấp số i

i_i : tỷ số truyền của cấp số i

i₀ :tỷ số truyền lực chính.

V_i : vận tốc chuyển động của ô tô theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ khi ôtô chuyển động ở cấp số i .

Lực cản lăn P_f được xác định như sau :

Với v ≤ 80 km/h thì f = f_o = 0,018

P_f = G.f đồ thị là đường thẳng song song với trục hoành.

Với v ≥ 80km/h thì f = 0,018 (1+) đồ thị có dạng đường cong bậc 2

Đồ thị cân bằng lực kéo của ô tô (vẽ trên giấy Ao kẻ ly)

Nhận xét:

Trục tung biểu diễn lực P_k, P_f, P_w. Trục hoành biểu diễn vận tốc của ô tô theo km/h.

* Đường P_K6 (lực kéo khi xe chạy ở số truyền 6) cắt nhau với đường biểu diễn lực cản (P_f, P_w) tại A dóng xuống ta được V_max =309 km/h

Đồ thị P_f là đường thẳng // với trục hoành khi V < 80km/h và là đường cong bậc 2 khi V > 80km/h.

Khoảng cách từ P_f + P_w đến P_ki là lực kéo dư để khắc phục các lực cản khác.

Giới hạn của đồ thị D theo điều kiện bám

Ψ ≤ D ≤ D_φ

Trong đó Ψ = f ± tgα

D ≥ Ψ là điều kiện cần thiết khi ô tô chuyển động ở vận tốc của các số truyền khác nhau ( trường hợp không tăng tốc )

Điều kiện D ≤ D_φ là giới hạn của nhân tố động lực học D theo điều kiện bám. D_φ được xác định theo biểu thức :
D_φ= = –

PHẦN III

XÂY DỰNG ĐỒ THỊ D_X

1.Biểu thức xác định D_x

-Trong thực tế ô tô có thể làm việc với tải trọng thay đổi khi đó ta có biểu thức xác định nhân tố động lực học như sau :

D_x= (1)

mặt khác ta có D = (2)

từ 1 và 2 suy ra : D_x.G_x= D.G

= = tgα₁

-Trong đó : α₁ là góc nghiêng biểu thị tỷ số giữa tải trọng của xe đang tính với khối lượng toàn bộ của xe

– G_x : Khối lượng của ô tô ở tảI trọng đang tính G_x = G_o + G_ex

– Khối lượng của ô tô ở trạng tháI không tải

– G_ex : Tải trọng của ô tô ở trạng thái đang tính

– Trị số của α₁ được biểu diễn theo các góc thứ nguyên ( 0⁰) khi :

G_x < G suy ra tgα₁< 1 , α₁<45⁰ ( non tải)

G_x = G suy ra tgα₁=1 , α₁= 45⁰( đầy tải)

G_x > G suy ra tgα₁>1 , α₁> 45⁰( quá tải)

-Đồ thị nhân tố động lực học D_x (cũn gọi là đồ thị tia) được biểu diễn kết hợp với đồ thị D.Phần bên phải là đồ thị D khi ô tô chở đầy tải ,phần bên trái là đồ thị biểu diễn nhân tố động lực học khi xe chở tải thay đổi D_x hoặc φ_x ( trục hoành ) , trục tung biểu thị nhân tố động lực học D khi đầy tải.

-Lập bảng giá trị nhân tố động lực học ;

– Ta có D_i = =( P_ki – ).

Bảng 8: Tính đồ thị nhân tố D theo tay số

V số 1	37.59	56.39	93.98	112.78	150.37	169.17	187.96	206.76
Pk1	858.04	893.92	922.61	916.16	856.61	803.51	738.95	657.88
Pw1	5.22	11.74	32.61	46.96	83.49	105.67	130.45	157.85
D1	0.455	0.470	0.475	0.464	0.412	0.372	0.325	0.267
V số 2	40.57	60.85	101.42	121.7	162.27	182.55	202.84	223.12
Pk2	795.12	828.36	854.95	848.97	793.79	744.60	684.76	609.64
Pw2	6.08	13.67	37.98	54.69	97.22	123.04	151.92	183.81
D2	0.421	0.435	0.436	0.424	0.372	0.331	0.284	0.227
V số 3	43.71	65.57	109.28	131.14	174.85	196.71	218.56	240.42
Pk3	737.92	768.77	793.45	787.89	736.68	691.03	635.50	565.78
Pw3	7.05	15.87	44.09	63.50	112.88	142.87	176.38	213.42
D3	0.390	0.402	0.400	0.386	0.333	0.292	0.245	0.188
V số 4	47.39	71.08	118.46	142.17	189.54	213.24	236.93	260.62
Pk4	680.72	709.17	731.94	726.82	697.58	637.46	586.23	521.92
Pw4	8.29	18.65	51.81	74.63	132.65	167.89	207.27	250.79
D4	0.359	0.368	0.363	0.348	0.301	0.250	0.202	0.145
V số 5	51.26	76.89	128.16	153.79	205.05	230.68	256.31	289.94
Pk5	629.23	655.54	676.58	671.85	628.18	589.23	541.90	482.45
Pw5	9.7	21.83	60.65	87.33	155.24	196.48	242.57	310.39
D5	0.330	0.338	0.328	0.312	0.252	0.209	0.160	0.092
V số 6	56.39	84.58	140.97	169.17	225.56	253.75	281.94	309.
Pk6	572.03	595.94	615.08	610.77	571.07	535.68	492.63	438.59
Pw6	11.74	26.41	73.38	105.67	187.85	237.74	293.50	352.55
D6	0.299	0.304	0.289	0.269	0.204	0.159	0.106	0.046

Đồ thị nhân tố động lực học D_x khi tải trọng thay đổi

(vẽ trên giấy Ao kẻ ly).

PHẦN IV

XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ

I.Xác định gia tốc của ô tô :

1.Biểu thức xác định gia tốc

J = *g

-Khi ô tô chuyển động trên đường bằng ( α = 0 ) suy ra:

J_m = * g

Trong đó

m chỉ số tương ứng với tỷ số truyền đang tính m = 1 ^.. – D là nhân tố động học của ô tô khi chở đủ tải.

– d_jm hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng quay được tính theo công thức sau: d_jm = 1,05+ 0,05.i²_hm

Bảng 10: Tính giá trị của gia tốc theo tỷ số truyền và vận tốc

V số 1	37.59	56.39	93.98	112.78	150.37	169.17	187.96	206.76
D1	0.455	0.470	0.475	0.464	0.412	0.372	0.325	0.267
f	0.018	0.018	0.027	0.033	0.045	0.051	0.058	0.066
j1	2.25	2.38	2.34	2.20	1.64	1.25	0.78	0.21
V số 2	40.57	60.85	101.42	121.7	162.27	182.55	202.84	223.12
D2	0.421	0.435	0.436	0.424	0.372	0.331	0.284	0.227
f	0.018	0.018	0.030	0.035	0.049	0.056	0.064	0.071
j2	1.95	2.07	1.98	1.83	1.26	0.85	0.38	0.18
V số 3	43.71	65.57	109.28	131.14	174.85	196.71	218.56	240.42
D3	0.390	0.402	0.400	0.386	0.333	0.292	0.245	0.188
f	0.018	0.018	0.032	0.038	0.053	0.062	0.069	0.080
j3	1.73	1.84	1.70	1.52	0.92	0.63	0.20	0.12
V số 4	47.39	71.08	118.46	142.17	189.54	213.24	236.93	260.62
D4	0.359	0.368	0.363	0.348	0.301	0.250	0.202	0.145
f	0.018	0.018	0.034	0.042	0.059	0.067	0.078	0.088
j4	1.47	1.55	1.36	1.16	0.59	0.35	0.17	0.07
V số 5	51.26	76.89	128.16	153.79	205.05	230.68	256.31	289.94
D5	0.330	0.338	0.328	0.312	0.252	0.209	0.160	0.092
f	0.018	0.018	0.037	0.046	0.065	0.075	0.086	0.10
j5	1.21	1.28	1.02	0.80	0.42	0.24	0.14	0.03
V số 6	56.39	84.58	140.97	169.17	225.56	253.75	281.94	309.
D6	0.299	0.304	0.289	0.269	0.204	0.159	0.106	0.046
f	0.018	0.020	0.041	0.051	0.072	0.085	0.097	0.1164
j6	0.95	0.98	0.65	0.38	0.29	0.15	0.09	0

– Đồ thị gia tốc(vẽ trên giấy Ao kẻ ly).

2.Lập đồ thị xác định gia tốc của ô tô

Nhận xét: V_max = 309 km/h

– Ở tốc độ của ô tô J_vmax = 0 vì xe không còn khả năng tăng tốc.

– Do ảnh hưởng của hệ số d_i1 nên j₂ (gia tốc ở tay số 2) > j₁ (gia tốc ở tay số 1).

II. Xác định thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc.

Biểu thức xác định thời gian tăng tốc

– Từ CT : j = suy ra d_t =

– Suy ra:Khoảng thời gian tăng tốc từ v₁ v₂ của ô tô là:

t_1,2=.dv

– Bảng giá trị gia tốc ngược

V số 1	37.59	56.39	93.98	112.78	150.37	169.17	187.96	206.76
j1	2.25	2.38	2.34	2.20	1.64	1.25	0.78	0.21
1/j1	0.44	0.42	0.43	0.45	0.61	0.8	1.28	4.76
V số 2	40.57	60.85	101.42	121.7	162.27	182.55	202.84	223.12
j2	1.95	2.07	1.98	1.83	1.26	0.85	0.38	0.18
1/j2	0.51	0.48	0.51	0.55	0.79	1.18	2.63	5.55
V số 3	43.71	65.57	109.28	131.14	174.85	196.71	218.56	240.42
j3	1.73	1.84	1.70	1.52	0.92	0.63	0.20	0.12
1/j3	0.59	0.54	0.59	0.66	1.09	1.59	5.00	8.33
V số 4	47.39	71.08	118.46	142.17	189.54	213.24	236.93	260.62
j4	1.47	1.55	1.36	1.16	0.59	0.35	0.17	0.07
1/j4	0.68	0.65	0.74	0.86	1.69	2.86	5.88	14.28
V số 5	51.26	76.89	128.16	153.79	205.05	230.68	256.31	289.94
j5	1.21	1.28	1.02	0.80	0.42	0.24	0.14	0.03
1/j5	0.83	0.78	0.98	1.25	2.38	4.17	7.14	33.33
V số 6	56.39	84.58	140.97	169.17	225.56	253.75	281.94	309.
j6	0.95	0.98	0.65	0.38	0.29	0.15	0.09	0
1/j6	1.05	1.02	1.53	2.63	3.45	6.67	11.11

-Đồ thị gia tốc ngược ( vẽ trên giấy Ao kẻ ly ).

Thời gian tăng tốc của ô tô.

Áp dụng phương pháp tính gần đúng chia đồ thị 1/j thành k phần với :

: là thời gian tăng tốc từ

Với

Suy ra thời gian tăng tốc toàn bộ

: là số khoảng chia vận tốc từ

là vận tốc trung bình thứ i

: là vận tốc tại thời điểm i ( km/h)

là vận tốc tại thời điểm i-1 ( km/h)

4.Quãng đường tăng tốc của ô tô

Biểu thức tính quãng đường tăng tốc

Áp dụng công thức tính quãng đường :

Từ phương pháp tính gần đúng ta có :

Chia vận tốc từ thành n khoảng ta có :

Trong đó :

là quãng đường tăng tốc được trong khoảng thời gian

: giá trị trung bình của vận tốc tại thời điểm thứ i

Tổng quãng đường tăng tốc :

Bảng 12: Tính giá trị thời gian và quãng đường tăng tốc

tay số 1	Vi-1- Vi	037.59	37.5956.39	56.3993.98
	Jtb	1.13	2.32	2.36
	∆t	9.24	2.25	4.42

	∆s	173.67	105.73	332.32

tay số 2	Vi-1- Vi	93.98101.42	101.42162.27	162.27 202.84
	Jtb	2.16	1.62	0.82
	∆t	0.96	10.43	13.74

	∆s	93.79	1375.14	2508.31

tay số 3	Vi-1- Vi	202.84218.56
	Jtb	0.29
	∆t	15.06

	∆s	3173.14

tay số 4	Vi-1- Vi	218.56236.93
	Jtb	0.19
	∆t	26.86

	∆s	6117.23

tay số 5	Vi-1- Vi	236.93 256.31
	Jtb	0.16
	∆t	33.65

	∆s	8298.76

tay số 6	Vi-1- Vi	256.31281.94	281.94309.
	Jtb	0.12	0.05
	∆t	59.33	150.33

	∆s	15967.19	44418

37.6 (s); 5413(m)
5. Đồ thị thời gian tăng tốc và quáng đường tăng tốc ( vẽ trên giấy Ao kẻ ly ).

Nhận xét:

Vì trong quá trình tính toán còn có cả thời gian và quãng đường sang số. Nên trong quá trình vẽ đồ thị ta nên bỏ qua các thời gian va quãng đường đó.

KẾT LUẬN

Việc tính toán động lực kéo của ô tô chỉ có ý nghĩa về mặt lí thuyết do tính tương đối của các phép tính,và sự lựa chọn các hệ số trong quá trình tính toán không chính xác so với thực tế.Trong thực tế ,việc nghiên cứu đánh giá chất lượng kéo của ô tô được thực hiện trên đường hoặc trên các bệ thử chuyên dùng.

***************************************************************

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

July 14, 2019

Luận văn tốt nghiệp Mô hình hệ thống quản lý mạng tập trung Mạng viễn thông thế hệ sau Cục Bưu điện Trung ương

Luận văn tốt nghiệp Mô hình hệ thống quản lý mạng tập trung Mạng viễn thông thế hệ sau Cục Bưu điện Trung ương

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Tiểu luận Phân tích SWOT về thị trường viễn thông Việt Nam

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/06/Lu%E1%BA%ADn-v%C4%83n-t%E1%BB%91t-nghi%E1%BB%87p-M%C3%B4-h%C3%ACnh-h%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-qu%E1%BA%A3n-l%C3%BD-m%E1%BA%A1ng-t%E1%BA%ADp-trung-M%E1%BA%A1ng-vi%E1%BB%85n-th%C3%B4ng-th%E1%BA%BF-h%E1%BB%87-sau-C%E1%BB%A5c-B%C6%B0u-%C4%91i%E1%BB%87n-Trung-%C6%B0%C6%A1ng.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Luận văn tốt nghiệp Mô hình hệ thống quản lý mạng tập trung Mạng viễn thông thế hệ sau Cục Bưu điện Trung ương

Luận văn tốt nghiệp

MÔ HÌNH HỆ THỐNG QUẢN LÝ MẠNG TẬP TRUNG MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU CỤC BƯU ĐIỆN TRUNG ƯƠNG
MỞ ĐẦU

Mạng viễn thông thế hệ sau Cục Bưu Điện Trung ương được biết dưới tên gọi “Mạng truyền số liệu chuyên dùng của các cơ quan Đảng và Nhà nước”, hiện nay dự án xây dựng mạng đã được Đảng, Nhà nước và các cơ quan có chức năng phê duyệt và được Tổng Công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam và Cục Bưu Điện Trung ương gấp rút triển khai. Mạng viễn thông thế hệ sau Cục Bưu điện Trung ương có phạm vi rất rộng, phủ kín tất cả các tỉnh thành trong cả nước do đó vấn đề đặt ra sau khi xây dựng xong là phải quản lý mạng đó như thế nào để đạt hiệu quả cao nhất.

Hệ thống quản lý mạng là khối óc của mạng viễn thông. Với một hệ thống quản lý tốt, mạng sẽ hoạt động hiệu quả, giảm thiểu sự cố và tăng lợi nhuận, uy tín của nhà khai thác.

Trên cơ sở dự án mạng viễn thông thế hệ sau của Cục Bưu Điện Trung ương, đề tài đã đưa ra mô hình hệ thống quản lý mạng tập trung có khả năng quản lý mạng trên phạm vi toàn quốc.

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU CỦA CỤC BƯU ĐIỆN TRUNG ƯƠNG

1.1. SƠ LƯỢC VỀ CỤC BƯU ĐIỆN TRUNG ƯƠNG

Cục Bưu điện Trung ương là một đơn vị thành viên của Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam được giao nhiệm vụ phục vụ thông tin cho các cơ quan Đảng, Nhà nước. Mạng Viễn thông Cục BĐTW hiện đang được triển khai ở Hà Nội (CP16) , Hồ Chí Minh (BĐT78) và 11 tỉnh Quảng Ninh, Hải phòng, Đà Nẵng, Thừa thiên – Huế, Cần Thơ và Bà Rịa – Vũng Tàu, Lai Châu, Điện Biên, Đắc Lắc, Kon Tum, Hậu Giang. Tại các điểm trên được lắp đặt các tổng đài đa dịch vụ băng hẹp (N-ISDN) phục vụ thông tin cho các cơ quan Trung ương và cơ quan Đảng, chính quyền địa phương.

Từ năm 2002, Cục Bưu điện Trung ương được Đảng, Nhà nước và Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam giao nhiệm vụ xây dựng dự án “Xây dựng mạng truyền số liệu chuyên dùng của các cơ quan Đảng và Nhà nước”, tiền đề để xây dựng mạng viễn thông thế hệ sau Cục Bưu điện Trung ương.

Chương này sẽ giới thiệu một cái nhìn tổng quan về mạng viễn thông thế hệ sau mà Cục Bưu điện Trung ương đang xây dựng.

1.2. TỔNG QUAN MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU CỤC BƯU ĐIỆN TRUNG ƯƠNG

1.2.1. MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI CỦA MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU CỤC BƯU ĐIỆN TRUNG ƯƠNG

Mạng viễn thông thế hệ sau của Cục Bưu điện Trung ương được xây dựng dựa trên dự án “Xây dựng mạng truyền số liệu chuyên dùng của các cơ quan Đảng và Nhà nước” với mục tiêu nhằm xây dựng một mạng đường trục truyền số liệu chuyên dùng thống nhất cho mạng tin học diện rộng cũng như cung cấp một số cổng thoại cho các cơ quan Đảng và Nhà nước. Mạng được xây dựng phải có tốc độ cao, dung lượng lớn, dựa trên công nghệ IP, có kết nối với Internet.

Mục tiêu:

Mục tiêu cụ thể và các yêu cầu đạt được thể hiện trên các mặt sau :

Xây dựng mạng kết nối từ trung ương đến các tỉnh/thành và đến tận cấp quận, huyện, sở, ban, ngành; cung cấp các cổng kết nối tới mạng tin học của các cơ quan Đảng, Nhà nước tại các cấp với tốc độ cao, công nghệ mở, hiện đại, trực tuyến đặc biệt đồng nhất về giao diện; từ xã, phường có thể truy nhập vào mạng diện rộng của các cơ quan Đảng, Nhà nước thông qua mạng công cộng đến thiết bị truy nhập đặt tại nút mạng tỉnh/thành phố.
Trên cơ sở hạ tầng mạng truyền số liệu chuyên dùng sẽ triển khai đa dịch vụ viễn thông (thoại, truyền số liệu – liên kết mạng diện rộng và một số dịch vụ khác tùy theo yêu cầu từ các cơ quan Đảng, Nhà nước cũng như xu hướng phát triển của công nghệ).
Tạo thành các kết nối chiều dọc theo kiến trúc phân cấp của các cơ quan hành chính Nhà nước cũng như tích hợp theo chiều ngang mạng thông tin diện rộng của Đảng với mạng thông tin diện rộng của Chính phủ, Quốc hội.
Mạng đường trục đảm bảo thông suốt, tin cậy và an toàn.
- Phạm vi:

Trên phương diện về phân bố hành chính của các cơ quan Đảng, Nhà nước, phạm vi của mạng viễn thông thế hệ sau Cục Bưu điện Trung ương bao gồm :

Mạng truyền số liệu chuyên dùng của các cơ quan Đảng và Nhà nước phục vụ việc kết nối mạng diện rộng của Đảng, Nhà nước trên phạm vi toàn quốc, từ cấp trung ương đến cấp tỉnh, thành phố và sở, ban, ngành, quận, huyện.
Mạng cung cấp các cổng kết nối ra Internet tốc độ cao tại Hà Nội và Hồ Chí Minh.
Mạng cung cấp các dịch vụ thoại, video cho các cơ quan Đảng, Nhà nước trên phạm vi toàn quốc, từ cấp trung ương đến cấp tỉnh, thành phố và sở, ban, ngành, quận, huyện..
- Đối tượng sử dụng dịch vụ:

Các cơ quan dưới đây là đối tượng được sử dụng các cổng kết nối của mạng truyền số liệu chuyên dùng cũng như các dịch vụ gia tăng được triển khai trên nền mạng chuyên dùng (thoại, video, Internet, ….) :

Các cơ quan Đảng, Chính phủ, Quốc hội cấp trung ương.
Văn phòng tỉnh, thành ủy (VPTU), ủy ban nhân dân (UBND), hội đồng nhân dân (HĐND), các sở, ban, ngành tại các tỉnh/thành trên toàn quốc.
Văn phòng huyện/thị/thành ủy (VPHU, VPTU), ủy ban nhân dân huyện/thị/thành (VP UBND huyện/thị/thành) trên toàn quốc.
- Các hạng mục cần thực hiện

Mạng truyền số liệu chuyên dùng của các cơ quan Đảng, Nhà nước bao gồm các hạng mục sau :

Các nút mạng cho mạng truyền số liệu đường trục: ba nút tại Hà Nội, Hồ Chí Minh và Đà Nẵng.
Xây dựng các nút mạng kết nối từ mạng truyền số liệu đường trục tới các tỉnh, thành phố.
Xây dựng các nút mạng tại các quận, huyện, sở, ban, ngành kết nối về nút mạng tại tỉnh, thành phố.
Xây dựng cổng kết nối Internet tại Hà Nội và Hồ Chí Minh.
Triển khai dịch vụ điện thoại hệ trung ương (tại một số tỉnh chưa có tổng đài điện thoại mã 80) trên nền mạng truyền số liệu chuyên dùng.
Xây dựng hệ thống bảo mật đường truyền.
Xây dựng mới một số tuyến cáp quang/đồng, cải tạo nhà trạm (tại những nơi không tận dụng được cơ sở hạ tầng hiện có).
Xây dựng hệ thống quản lý mạng đường truyền số liệu chuyên dùng tập trung tại Hà Nội.

Trong các hạng mục trên, hạng mục cuối cùng chính là nội dung đề tài cần nghiên cứu.

Cấu trúc mạng

Mạng đường trục (Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng) đạt 155 Mbps. Từ nút mạng đường trục vềcác tỉnh/thành phố tối thiểu đạt 2Mbps. Từ tỉnh/thành phố về quận, huyện, sở, ban, ngành tối thiểu đạt 64Kbps.
Tại các tỉnh/thành phố các cổng kết nối vào mạng LAN của VPTU và UBND được tách riêng và chạy trên các đuờng cáp quang riêng nhưng có thể truy nhập lẫn nhau để khai thác số liệu khi lãnh đạo có thẩm quyền yêu cầu.
Đối với các tỉnh/thành phố chưa có tổng đài hệ I, mạng truyền số liệu chuyên dùng sẽ cung cấp thêm một số cổng điện thoại cho phép các đồng chí lãnh đạo chủ chốt tại tỉnh/thành và trung ương có thể liên lạc với nhau trong mạng riêng (hệ 5 số).
Mạng được xây dựng cho phép phương thức kết nối qua quay số (analog, ISDN) vẫn được tiếp tục sử dụng đối với các cơ quan mà mạng chuyên dùng chưa vươn tới được hay những người không ngồi tại phòng làm việc có thể đăng nhập vào mạng nội bộ qua các kênh truy nhập dành riêng.
Cục Bưu điện Trung ương được ưu tiên kết nối vào chuyển mạch lõi của VDC với tốc độ cao trên cáp quang tại Hà Nội và Hồ Chí Minh để phục vụ nhu cầu truy nhập Internet của các cơ quan Đảng, Nhà nước tại hai điểm này.
- Công nghệ

Mạng viễn thông thế hệ sau Cục Bưu điện Trung ương được xây dựng dựa trên công nghệ IP, hỗ trợ đa phương thức kết nối (cáp quang, cáp đồng) và băng thông linh hoạt (trực tiếp: xDSL, n 64Kbps, n E1, STM1, Fast Ethernet, Giga Ethernet thông qua giao diện kết nối đồng nhất là cổng Ethernet; gián tiếp: quay số qua mạng điện thoại analog, ISDN).

Sử dụng các công nghệ tiên tiến như MPLS, VLAN,…. để tách riêng các mạng diện rộng của các cơ quan Đảng, Nhà nước tùy theo chức năng nhiệm vụ của các cơ quan này.
Hỗ trợ đa dịch vụ viễn thông trên nền IP (thoại, truyền số liệu, Internet , EMail, và các dịch vụ khác) trên cơ sở tương thích với mạng điện thoại chuyên dùng (mạng điện thoại hệ trung ương mã 80) hiện có.
Quản lý tập trung từ một trung tâm quản lý mạng duy nhất tại Hà Nội cho toàn bộ mạng đường truyền số liệu, đảm bảo độ thông suốt, an toàn, tin cậy của mạng đường truyền số liệu chuyên dùng.
Sử dụng các công nghệ mã hóa đường truyền tiên tiến để đảm bảo an toàn cho đường truyền số liệu, dữ liệu trên đường truyền, chống mọi khả năng có sự truy nhập trái phép vào hệ thống đường truyền.
Việc sử dụng các kênh vật lý riêng (tách từ kênh truyền dẫn liên tỉnh, nội tỉnh của mạng công cộng) dành cho mạng đường trục đảm bảo tính ưu tiên cao có tính đến đường truyền dự phòng (tính vu hồi), đảm bảo truyền dữ liệu truyền trong mạng chuyên dùng, tránh khỏi bất cứ sự tắc nghẽn, gián đoạn thông tin nào đồng thời vẫn đảm bảo tiết kiệm đầu tư ở mức cao nhất.
Triển khai hai cổng ra Internet tại Hà Nội và Hồ Chí Minh: hai cổng ra Internet này phục vụ nhu cầu kết nối Internet của các cơ quan Đảng, Nhà nước cấp trung ương tại Hà Nội và Hồ Chí Minh. Từ các cơ quan cấp địa phương (tỉnh, thành phố) có thể kết nối ra Internet thông qua các PoP Internet của mạng công cộng tại địa phương.
- Cấu trúc phân lớp:

Mô hình mạng diện rộng của các cơ quan Đảng và Nhà nước được mô tả trên hình 1.1.

Hình 1.1. Mô hình mạng diện rộng của Đảng, Nhà nước

Trong đó:

Mức A : Cấp Trung ương.
Mức B : Cấp Bộ, Tỉnh.
Mức C : Cấp Sở, Ban, Ngành, quận, huyện, thị hoặc Cục, Vụ, đơn vị trực thuộc Bộ.
Mức D : Cấp xã, phường.

Cấu trúc phân lớp của mạng thệ hệ sau Cục Bưu điện Trung ương như hình 1.2.

Hình 1.2. Mô hình mạng theo cấu trúc phân cấp

Trong đó:

Lớp chuyển mạch lõi: Đặt tại Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng để làm nút tập trung lưu lượng cho các tỉnh trong vùng đó, được kết nối với tốc độ STM-1 (155Mbps). Các nút chuyển mạch ở lớp này được đấu với nhau cấu trúc 2 hướng chọn (1+1) để đảm bảo an toàn.
Lớp truy nhập: Kết nối về lớp chuyển mạch lõi qua các cổng n x E1, Fast Ethernet (100 Mbps) hoặc STM-1 (tùy theo lưu lượng dữ liệu và khả năng bố trí kênh truyền dẫn).
Lớp đầu cuối: Bao gồm các đầu cuối đặt tại phía mạng của các cơ quan Đảng, Nhà nước; kết nối về lớp truy nhập thông qua kênh n xE1, xDSL, STM-1, FastEthernet hay Giga Ethernet khi có yêu cầu. Lớp đầu cuối cung cấp các giao diện để kết nối thẳng vào HUB, LAN Switch của mạng LAN của các cơ quan Đảng, Nhà nước với tốc độ 10 Mbps, 100 Mbps hay 1000 Mbps (GE)

.
Lớp Extranet (cung cấp cổng ra Internet từ mạng nội bộ): việc cung cấp kết nối ra Internet do 02 PoP đặt tại Hà Nội và Hồ Chí Minh đảm nhiệm.
Hệ thống quản lý giám sát mạng (NMS): đặt tại Hà Nội có khả năng giám sát, vận hành, tính cước, …. toàn mạng truyền số liệu nội bộ và mạng cung cấp cổng kết nối Internet, bên cạnh đó hệ thống quản lý mạng cũng phải hỗ trợ khả năng giám sát, vận hành từ xa cho các trạm tại các nút mạng mức B, C theo mô hình không sử dụng người trực thường xuyên. Đây chính là mục tiêu của luận văn.
- Cấu trúc mạng đường trục (lớp A)

Mạng đường trục bao gồm các trung tâm Hà Nội, Hồ Chí Minh và Đà Nẵng bao gồm:

Thiết bị chuyển mạch :

Là các chuyển mạch nhiều lớp hỗ trợ các giao tiếp 10/100/1000 Mbps, chuyển mạch đa tầng 2/3/4 và chính sách lưu lượng để hỗ trợ tốt nhất cho các dịch vụ trung tâm dữ liệu .
Đảm nhiệm chức năng chuyển mạch lưu lượng ở mức cao, đồng thời cung cấp các cổng kết nối cho các trung tâm dữ liệu của các cơ quan Đảng, Nhà nước (hosting), đấu trực tiếp vào lớp mạng B của khu vực Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng.
Bộ định tuyến đường trục ( Backbone-Router ):

Cung cấp khả năng kết nối giữa các nút mạng trung tâm với nhau (đấu chéo 1+1), kết nối về lớp mạng B.
Tạo thành một backbone giữa các nút mạng trung tâm (chuyển mạch IP lớp lõi ), tốc độ kết nối là STM-1 trở nên.
Định tuyến ở mức đường trục.

Hình 1.3. Mô hình mạng đường trục

Cấu trúc mạng lớp truy nhập (lớp B)

Như mô tả ở trên, lớp truy nhập sẽ bao gồm các thiết bị để đảm nhiệm các chức năng sau :

Kết nối về lớp mạng đường trục.
Chuyển mạch nội bộ của khu vực (tỉnh/thành sở tại).
Cung cấp một số cổng điện thoại.
Cung cấp các giao tiếp kết nối đến lớp mạng C.

Lớp mạng B tại Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng

Lớp mạng B tại Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng được phân tích ở đây là thuộc mạng Cục BĐTW nhằm phục vụ kết nối cho các cơ quan cấp trung ương để phân biệt với phần mạng phục vụ cho các cơ quan cấp tỉnh/thành, …

Có một số điểm khác biệt so với mạng lớp B tại các tỉnh/thành khác là:

Mạng tại Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng dựa trên cấu trúc vòng RING cáp quang hiện có của Cục Bưu điện Trung ương để phục vụ nhu cầu kết nối của các cơ quan Đảng, Nhà nước, Quốc hội đóng tại Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng.
Cung cấp các cổng kết nối về mạng tại các tỉnh/thành (ở đây lớp mạng B của Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng đảm nhiệm một phần chức năng của lớp lõi nhằm phân chia tải xử lý trên mạng).
Đấu trực tiếp vào thiết bị chuyển mạch của lớp lõi thông qua cổng 100/1000 Mbps.

Trong đó:

Trung kế kết nối từ Access Router đến tổng đài tại Hà Nội và Hồ Chí Minh gồm 2 nhóm :

Nhóm 1: kết nối cho phép các cuộc điện thoại vào/ra từ mạng điện thoại bên ngoài (PSTN, các máy hệ 5 số Cục BĐTW của tổng đài MD110 hiện có) với các máy điện thoại hệ 5 số do mạng truyền số liệu nội bộ cung cấp.
Nhóm 2: để cho các kết nối vào mạng truyền số nội bộ qua truy nhập gián tiếp (analog/ISDN). Các kết nối này có thể được áp dụng đối với cơ quan có mạng LAN nhỏ hay chưa kịp chuyển sang sử dụng kết nối mới cũng như cho người dùng đi công tác sang địa phương khác có thể truy nhập về mạng LAN của mình.

Hình 1.4. Mô hình kết nối mạng lớp B tại Hà Nội, Hồ Chí Minh

Lớp mạng B tỉnh/thành phố khác

Từ hình 1.5, có thể liệt kê các thiết bị thuộc lớp mạng này như sau:

Bộ định tuyến (Uplink/Access Router): Định tuyến cho khu vực, kết nối về lớp mạng trên. Tốc độ kết nối có thể là nxE1, E3, Fast Ethernet, STM-1. Đồng thời là Router truy nhập, cung cấp khả năng kết nối đến lớp mạng C, cũng như cho phép các kết nối thông qua cổng analog vào mạng truyền số liệu nội bộ.

Chuyển mạch LAN (LAN switch): Đảm nhiệm nhiệm vụ chuyển mạch cho phân mạng, cung cấp các dịch vụ trung tâm dữ liệu cũng như hỗ trợ các cổng kết nối tốc độ cao (FE/GE).

Thiết bị truy nhập:

Thiết bị DSLAM : cung cấp các cổng xDSL.
Thiết bị IP-MUX : cung cấp các cổng nx 64Kbps, 2 Mbps cho kết nối về các nút mạng xa thông qua truyền dẫn nội tỉnh.
Thiết bị cung cấp các cổng điện thoại analog.

Tốc độ kết nối từ nút mạng thuộc lớp mạng này (lớp B) về lớp đường trục tại thời điểm ban đầu là n x E1, tuy nhiên tùy theo yêu cầu về băng thông của mạng máy tính các cơ quan Đảng, Nhà nước cũng như khả năng bố trí kênh truyền dẫn của Ngành, có thể nâng cấp lên tốc độ cao hơn (E3, STM-1, …) mà không cần phải thay thế bất cứ thiết bị nào (chỉ cần thay đổi bảng mạch giao tiếp kết nối có khả năng hỗ trợ tốc độ cao hơn).

Cấu hình mạng truyền số liệu tại lớp C

Tại các nút mạng lớp C có một số phương thức kết nối sau :

Để kết nối vào các mạng LAN lớn ( VPCP, VPTW, VPQH hay UBND-HĐND/VPTU của các tỉnh/thành,… ) sử dụng kết nối trên cáp quang tốc độ cao ( nếu chưa có tuyến cáp quang thì xây dựng mới ), các thiết bị đầu cuối sử dụng các thiết bị chuyển đổi quang /điện như Gigabit Interface Converter hay Fast Ethernet Converter.
Với các sở, ban, ngành, quận, huyện nội thị hay khoảng cách phù hợp và có thể bố trí được đôi cáp đồng thì dùng các thiết bị xDSL để kết nối.
Với các điểm mạng lớp C ở xa nút mạng lớp B hay phải sử dụng kênh truyền dẫn nội tỉnh tốc độ n x 64 – 2Mbps thì dùng các thiết bị kết cuối mạng (NTU) để kết nối.

Hình 1.5. Mô hình kết nối mạng lớp B tại các tỉnh/thành khác

Một số giao diện hỗ trợ các kết nối thông qua cổng quay số điện thoại (analog/ISDN) để truy nhập vào mạng nội bộ, giao diện này được dùng cho các cơ quan chưa kịp chuyển sang sử dụng hạ tầng truyền thông mới hay cho những người dùng di động ( ví dụ đi công tác xa cơ quan), có thể kết nối về mạng máy tính của cơ quan mình thông qua các cổng truy nhập sử dụng quay số điện thoại. Sau khi kết nối thành công vào mạng truyền số liệu nội bộ, mạng sẽ tạo ra một kênh kết nối ảo đến mạng diện rộng của cơ quan tương ứng (của VPTW hoặc VPCP ) và từ đó người dùng phải nhập tiếp các thông tin xác thực để thực sự kết nối vào mạng máy tính của cơ quan mình ).

Kết luận

Như đã trình bày ở trên, ta có thể khái quát về mạng viễn thông thế hệ sau của Cục Bưu điện Trung ương như sau:

Công nghệ:

Giao thức: TCP/IP.
Công nghệ cho mạng đường trục: công nghệ MPLS.
Công nghệ cho mạng truy nhập:
Qua cáp quang FE/FO tốc độ 100/1000 Mbps đối với VPCP, VPTW, VPQH, các bộ, cơ quan ngang bộ, tỉnh/thành ủy, UBND tỉnh/thành phố.
Qua modem xDSL tốc độ 2Mbps đối với các Sở, Ban, Ngành.
Qua WAN (NTU) tốc độ nx64 Kbps tới các quận, huyện.
Giao diện kết nối đều là Ethernet.

Hình 1.6. Mô hình kết nối mạng lớp C

Kỹ thuật:

Mạng đường trục gồm 3 nút mạng tại Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng. Tại Hà Nội và Hồ Chí Minh còn có thêm các tổng đài chuyển mạch mềm cung cấp kết nối thoại/video và tại đây cũng cung cấp thêm các kết nối Internet phục vụ hành chính công.
Mạng truy nhập tại các tỉnh, thành kết nối về các core PoP tại các miền tương ứng.
Mạng kết cuối: Cung cấp kết nối đến người sử dụng.

1.2.2. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG QUẢN LÝ MẠNG THẾ HỆ SAU CỤC BƯU ĐIỆN TRUNG ƯƠNG

Mục tiêu của luận văn là xây dựng được hệ thống quản lý mạng thế hệ sau Cục Bưu điện Trung ương trên nguyên tắc quản lý tập trung từ một trung tâm duy nhất. Các yêu cầu về hệ thống quản lý mạng này như sau:

Quản lý sự cố: quan tâm đến các sự kiện mạng lưới như là các cảnh báo và các quá trình cần thiết để xử lý chúng.
Quản lý tài nguyên: quản lý cấu trúc của tất cả các các lớp của mạng khi có thay đổi các tài nguyên thiết bị và các phần mềm.
Quản lý cấu hình: sắp đặt các tìa nguyên lên toàn bộ mạng lưới và quản lý sự cung cấp, di chuyển, thay đổi, định tuyến lại khi có hỏng hóc hay tắc nghẽn…
Quản lý truy cập và an toàn: kiểm soát sự truy cập vào mạng lưới đối với các đối tượng được phép.
Lưu trữ, sao lưu dữ liệu: đảm bảo sự an toàn dữ liệu.

Vì mạng thế hệ sau Cục Bưu điện Trung ương được xây dựng trên nền tảng công nghệ IP/MPLS nên trong các chương tiếp theo sẽ trình bày rõ về các công nghệ này cũng như các công nghệ quản lý trong mạng IP/MPLS.

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ MẠNG TMN

2.1. CÁC NGUYÊN LÝ QUẢN LÝ MẠNG VIỄN THÔNG

Mạng viễn thông ngày càng trở nên đa dạng và được phổ biến rộng rãi. Trong suốt những năm 90 người ta đã trông đợi mạng viễn thông cùng với hệ thống phần mềm cơ sở sử dụng hàng ngàn phần tử mạng thông minh sẽ tiến triển tăng theo các dịch vụ mà lại giảm được giá thành để duy trì hoạt động và quản lý mạng. Từ năm 1988 ITU-T đã công bố một số khuyến nghị về những thủ tục, cấu trúc, giao diện tiêu chuẩn tập hợp thành bộ khuyến nghị M.3000 – đó chính là mạng quản lý viễn thông TMN, một giải pháp đã và đang được triển khai rộng rãi.

TMN cung cấp những thông tin và chức năng quản lý mạng như: điều khiển hoạt động, quản lý, vận hành trong môi trường đa phương tiện, phức tạp của mạng viễn thông. Chức năng của TMN có thể được chia ra làm hai loại chính là chức năng cơ bản và chức năng mở rộng.

Phần này sẽ đề cập tới mối quan hệ giữa TMN và mạng viễn thông; cấu trúc, các giao diện chuẩn và phân bố của TMN.

Chương hai sẽ xem xét về hệ thống quản lý mạng TMN và đánh giá xem hệ thống quản lý mạng TMN có thích hợp với việc xây dựng hệ thống quản lý mạng cho mạng thế hệ sau của Cục Bưu điện Trung ương hay không. Trong mỗi mục đều có các so sánh và đánh giá về sự phù hợp đó.

2.1.1.

QUAN HỆ GIỮA TMN VÀ MẠNG VIỄN THÔNG

TMN có thể ở dạng rất đơn giản là một kết nối giữa hệ điều hành (Operating System) tới một thiết bị viễn thông nào đó, hoặc ở dạng rất phức tạp là mạng kết nối nhiều hệ điều hành với nhiều hệ thống với các thiết bị đầu cuối khác nhau. Trên hình 2.1 biểu diễn mối quan hệ giữa một mạng TMN với mạng viễn thông TN mà nó quản lý.

Một mạng quản lý có thể cung cấp các chức năng quản lý và sự liên lạc giữa hệ điều hành (OS) và các phần khác nhau của mạng viễn thông. TMN cũng cung cấp chức năng quản lý và liên lạc tới các TMN khác hay các thực thể tương đương TMN để hỗ trợ khả năng quản lý mạng toàn quốc hoặc quốc tế. Mạng viễn thông bao gồm các loại thiết bị tương tự, số như thiết bị tổng đài, truyền dẫn, thiết bị đầu cuối, thiết bị kiểm tra bảo dưỡng,… trong mạng quản lý các thiết bị này đều được xem là phần tử mạng (NE – Network Element).

Một cách tổng quát, TMN là một mạng riêng độc lập về mặt logic với được quản lý, giao tiếp với mạng viễn thông ở một số điểm để nhận hay gửi thông tin để điều khiển hoạt động của nó. TMN sử dụng các thành phần của mạng viễn thông để cung cấp các thông tin của mạng.

Hình 2.1: Quan hệ giữa TMN và mạng viễn thông

2.1.2. CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG CỦA TMN

Theo khuyến nghị M.3010, sau đây là một số ví dụ về các mạng, các dịch vụ viễn thông và một số thiết bị chính có thể quản lý bởi TMN:

Các mạng công cộng và mạng riêng bao gồm các mạng đa dịch vụ ISDN băng rộng và băng hẹp (bao gồm cả ATM), các mạng thông tin di động, các mạng thoại riêng, các mạng riêng ảo và các mạng thông minh.
Bản thân TMN.
Các thiết bị truyền dẫn (các bộ ghép kênh, các bộ phối luồng, thiết bị chuyển kênh SDH…)
Các hệ thống truyền dẫn số và tương tự (cáp kim loại, cáp sợi quang, vô tuyến, vệ tinh…)
Các hệ thống lưu trữ.
Các hệ điều hành và thiết bị ngoại vi của chúng.
Các bộ điều khiển nhóm, máy chủ, các bộ xử lý phụ cận, các máy tính lớn.
Các tổng đài số và tương tự.
Các mạng WAN, LAN, MAN.
Các mạng chuyển mạch gói và chuyển mạch.
Các hệ thống và thiết bị đầu cuối báo hiệu bao gồm các điểm chuyển tín hiệu (STP – Signal Transfer Point) và cơ sở dữ liệu thời gian thực.
Các dịch vụ viễn thông và các dịch vụ kèm theo.
PBXs, truy nhập PBX và đầu cuối người sử dụng (khách hàng).
Các đầu cuối người sử dụng ISDN.
Phần mềm được cung cấp bởi các dịch vụ viễn thông hoặc liên quan với các dịch vụ viễn thông, phần mềm chuyển mạch, đường dẫn,cơ sở dữ liệu báo hiệu.
Phần mềm ứng dụng hoạt động trong các máy tính lớn (siêu máy tính)… bao gồm cả các ứng dụng cung cấp cho TMN.
Các hệ thống liên quan (các module đo kiểm tra, các hệ thống nguồn, điều hòa nhiệt độ, các hệ thống cảnh báo của một toà nhà,…)

Như vậy, căn cứ vào các ứng dụng của TMN ta thấy rằng TMN phù hợp với việc xây dựng hệ thống quản lý mạng của Cục Bưu điện Trung ương. Tuy nhiên, để xem xét xem có thể áp dụng hay không cần phải nghiên cứu các đặc trưng khác của mạng quản lý viễn thông TMN.

2.1.3 MỤC TIÊU CƠ BẢN CỦA TMN

Mục tiêu cơ bản của của TMN là cung cấp một cơ cấu tổ chức cho quản lý viễn thông. Ngoài ra các mục tiêu để xây dựng TMN là:

Từ một hoặc một vài hệ thống quản lý, người điều hành có thể quản lý nhiều mặt các loại thiết bị, mạng, dịch vụ phân bố rộng rãi.
Các cơ chế bảo mật và toàn vẹn dữ liệu ở nhiều mức như quản lý hệ thống, các chức năng liên lạc bởi vì TMN có thể cho phép truy cập và điều khiển từ các nguồn được coi là bên ngoài TMN.
Tương thích với các ứng dụng cơ bản của mô hình OSI.
Dùng kỹ thuật xử lý phân bố hướng đối tượng (ODP) với nhân là các đối tượng để quản lý các tài nguyên trong môi trường TMN bởi môi trường quản lý viễn thông phân bố.

2.1.4. LỢI ÍCH CỦA VIỆC SỬ DỤNG TMN

Việc triển khai mạng quản lý viễn thông TMN mang lại các ích lợi sau đây cho các nhà khai thác, cho khách hàng và cả đối với các nhà sản xuất cung cấp thiết bị:

2.1.4.1.Các lợi ích chiến lược:

Liên kết các nhà sản xuất, cung cấp thiết bị.
Tác động lớn đến các hoạch định về chính sách trong kinh doanh.
Thực hiện tốt các chức năng bảo vệ, bảo mật cho mạng.
Cung cấp khả năng điều chỉnh kế hoạch khai thác và kinh doanh.

2.1.4.2.Các dịch vụ cho khách hàng được cải thiện:

Chất lượng dịch vụ được nâng cao.
Chuyển giao sản phẩm nhanh hơn.
Theo dõi và đáp ứng tốt các yêu cầu của khách hàng.
Khách hàng có thể tham gia vào việc quản lý dịch vụ.

2.1.4.3.Giá thành các dịch vụ và thiết bị được giảm đi:

Các thiết bị được chuẩn hoá.
Phân chia lại cơ sở hạ tầng.
Kiểm tra và thiết kế chi tiết.

2.1.4.4.Tăng lợi nhuận kinh doanh:

Quản lý chặt chẽ mạng khách hàng.
Bán lại các hệ thống.
Các giá trị được tái cải thiện.

Việc đáp ứng các tiêu chuẩn để đạt được các lợi ích trên phụ thuộc vào:

Tính năng và đặc điểm của các phương tiện được cung cấp trong hệ thống quản lý.
Khả năng giám sát, kiểm soát các bộ phận của mạng quản lý.
Cơ cấu tổ chức và phương thức điều hành được xây dựng để khai thác việc quản lý mạng.

2.1.5. CẤU TRÚC MẠNG TMN

2.1.5.1. Các yêu cầu về cấu trúc TMN:

Tối thiểu hoá thời gian hoạt động quản lý đối với các sự cố trên mạng.
Khả năng điều khiển theo các hướng của việc vận hành mạng.
Cung cấp cơ cấu cô lập để tối thiểu hoá ảnh hưởng nguy hại đối với việc bảo mật.
Xác định vị trí, nguyên nhân và nội dung của các lỗi mạng.
Cung cấp dịch vụ hỗ trợ và sự liên kết với khách hàng.

2.1.5.2. Cấu trúc của TMN:

Đối với cấu trúc tổng quan của TMN – khi lập kế hoạch và thiết kế – có 3 xu hướng cấu trúc sau đây được nghiên cứu xem xét, đó là:

Cấu trúc chức năng TMN: phân bố các chức năng trong TMN cho phép khởi tạo các khối chức năng mà từ đó một TMN sẽ được tạo thành từ tổ hợp các khối chức năng này. Định nghĩa về các khối chức năng và các điểm liên quan giữa các khối chức năng sẽ dẫn tới các yêu cầu đối với các tính năng giao diện được khuyến nghị đối với TMN.
Cấu trúc thông tin TMN: Dựa trên cơ sở đối tượng là nguyên nhân cơ bản để áp dụng kết nối hệ thống mở OSI. OSI và nguyên lý X500 là cơ sở để đưa ra nguyên tắc TMN và được mở rộng để thích hợp với môi trường TMN khi cần thiết.
Cấu trúc vật lý TMN: trình bày các giao diện thực và các ví dụ về các thành phần vật lý đối với TMN.

2.1.5.3. Cấu trúc chức năng TMN:

TMN cung cấp các phương tiện để truyền tải và xử lý thông tin liên quan đến việc quản lý các mạng viễn thông. Cấu trúc chức năng của TMN được dựa trên một số khối chức năng của TMN. Các khối chức năng cung cấp cho TMN các chức năng giúp cho việc thực hiện các chức năng quản lý TMN. Chức năng truyền thông dữ liệu DCF được sử dụng để chuyển đổi thông tin giữa các khối chức năng TMN. Các khối chức năng khác nhau điển hình có thể là mức độ giới hạn về phạm vi thực hiện tại cùng điểm chuẩn. Chức năng được cung cấp bởi các khối chức năng của TMN sẽ được trình bày chi tiết hơn trong các bộ phận chức năng cấu thành TMN. Các khối chức năng của TMN được minh hoạ như hình 2.2.

Hình 2.2: Các khối chức năng TMN

Trong đó:

OSF: Operation Systems Function – Chức năng hệ thống vận hành

MF: Media Funtion: Chức năng trung gian

WSF: Work Station Function – Chức năng trạm làm việc

NEF: Network Element Function – Chức năng phần tử mạng

QAF: Q Adaptor Function – Chức năng tương thích Q

——: Đường biên chức năng TMN.

2.1.5.4. Các khối chức năng

* Khối chức năng điều hành (OSF):

OSF cung cấp chức năng lập kế hoạch và quản lý cho mạng TMN. OSF xử lý thông tin liên quan đến việc quản lý viễn thông nhằm giám sát/phối hợp và có thể điều khiển các chức năng viễn thông. Hiện tại có rất nhiều OSF cần thiết cho việc hoạt động của TMN, các tổ chức chuẩn hoá đang cố gắng để định ra các loại OSF có thể được thực hiện bởi các hệ thống vật lý. Theo tiêu chuẩn M.3010 của ITU thì có 4 loại OSF để cung cấp chức năng quản lý các lớp: lớp kinh doanh BML, lớp dịch vụ SML, lớp mạng NML và lớp quản lý các thành phần mạng NEML.

* Khối chức năng phần tử mạng (NEF):

NEF là một khối chức năng thông tin với TMN nhằm mục đích được giám sát và/hoặc được điều khiển. NEF cung cấp các chức năng viễn thông và hỗ trợ được yêu cầu bởi mạng viễn thông đang được quản lý.
NEF gồm các chức năng viễn thông đó là các vấn đề quản lý. Các chức năng này không phải là một phần của TMN nhưng đại diện cho TMN thông qua NEF. Phần của NEF cung cấp sự biểu thị này trong việc hỗ trợ TMN là một phần bản thân TMN trong khi đó bản thân các chức năng viễn thông là nằm ngoài NEF.

* Khối chức năng trạm làm việc (WSF):

WSF cung cấp phương tiện để diễn giải thông tin TMN cho người sử dụng và ngược lại. WSF chịu trách nhiệm chuyển đổi thông tin giữa điểm chuẩn TMN và điểm chuẩn không thuộc TMN đóng vi trò như một “cổng” giao tiếp, do vậy một phần của khối chức năng này nằm ngoài đường biên.

* Khối chức năng trung gian (MF):

Khối MF cho phép các khối chức năng khác trong TMN trao đổi thông tin với nhau khi giao diện và điểm tham chiếu giữa chúng không giống nhau. Nói cách khác MF có nhiệm vụ như các cổng làm nhiệm vụ chuyển tiếp. Theo các tiêu chuẩn M30/3010 của ITU khối MF còn có nhiệm vụ xử lý và trao đổi thông tin qua lại giữa OSF và NEF (hay QAF) để đảm bảo sự tương thích của thông tin giữa các khối chức năng gắn với MF. Một số ví dụ về chức năng của MF.

Truyền tải thông tin
- Chuyển đổi các thủ tục
- Chuyển đổi các bản tin và tín hiệu
- Phiên dịch địa chỉ
- Định tuyến
- Làm bộ tập trung
Xử lý thông tin
- Thực hiện lệnh
- Lưu trữ, sửa chữa, lọc, đặt ngưỡng và điều chỉnh lại thông tin

* Khối chức năng tiếp hợp Q (QAF):

Khối QAF được sử dụng để kết nối bộ phận của TMN (như NEF hoặc OSF) với bên ngoài không thuộc TMN. Nhiệm vụ của QAF là chuyển đổi thông tin giữa điểm chuẩn TMN với điểm chuẩn không thuộc TMN, do vậy một phần của khối chức năng này nằm ngoài đường biên.

2.1.5.5. Các bộ phận chức năng TMN:

Một số bộ phận chức năng đã được xác định là phần tử tạo nên các khối chức năng của TMN và được xác định trong mục này. Bảng 2.1 chỉ ra bằng cách nào các bộ phận chức năng này được tổ hợp thành các khối chức năng khác nhau. Bảng 2.2 chỉ ra mối quan hệ của các bộ phận chức năng với các khối chức năng.

* Chức năng áp dụng quản lý (MAF):

MAF diễn tả phần chức năng của một hoặc nhiều dịch vụ quản lý TMN như đã trình bày trong khuyến nghị M 3020 và được tổng quát hoá trong khuyến nghị M.3200. MAF có thể được đặc tính hoá bởi các kiểu khối chức năng của nó, ví dụ MF-MAF, OSF-MAF, NEF-MAF và QAF-MAF.

Để điều khiển các dịch vụ quản lý TMN hay phối hợp tương tác giữa MAF trong các khối chức năng khác nhau thì cần có sự giúp đỡ các bộ phận chức năng khác. Mỗi tác động qua lại được biết là chức năng quản lý TMN liên quan đến một hoặc nhiều cặp MAF phối hợp. Chức năng quản lý TMN liên quan được nhóm lại thành tập hợp chức năng quản lý TMN và được trình bày trong khuyến nghị M.3400.Tập hợp chức năng quản lý TMN này có thể cấu thành tất cả các chức năng quản lý TMN được cung cấp bởi một MAF riêng biệt.

Chức năng hệ thống vận hành – Chức năng ứng dụng quản lý (OSF-MAF): Các chức năng ứng dụng quản lý này rất quan trọng và là một phần của OSF. Chúng có dải chức năng từ đơn giản đến phức tạp như là:
Trợ giúp vai trò của quản lý và Agent trong việc truy nhập đến thông tin đối tượng được quản lý.
Cộng thêm giá trị vào thông tin ban đầu, ví dụ tập trung dữ liệu, sửa lỗi cảnh báo, phân tích chỉ tiêu chất lượng, thống kê…
Tương tác với thông tin đến, ví dụ tái cấu hình tự động, bám lỗi…
Các chức năng khác (đang tiếp tục nghiên cứu).
Chức năng phần tử mạng- Chức năng ứng dụng quản lý (NEF- MAF): Các chức năng ứng dụng quản lý này trình bày trong QAF, chủ yếu hỗ trợ vai trò nhà quản lý và tác nhân (Agent) của nó. Các khía cạnh khác vẫn đang tiếp tục nghiên cứu.
Chức năng tương thích Q – Chức năng ứng dụng quản lý (QAF-MAF): Các chức năng ứng dụng quản lý này trình bày trong QAF,chủ yếu hỗ trợ vai trò nhà quản lý và tác nhân của nó.Các khía cạnh khác vẫn đang tiếp tục nghiên cứu.
Chức năng trung gian – Chức năng ứng dụng quản lý (MF-MAF): Các ứng dụng quản lý này được biểu thị ở MF trong việc hỗ trợ chức năng chuyển đổi thông tin. Ví dụ về các chức năng như vậy là:
Đảm bảo tổ hợp dữ liệu thông qua thủ tục trung gian,
Tập trung, tái định dạng và tính hiệu lực của dữ liệu,
Tạo ngưỡng giới hạn, định tuyến/tái định tuyến dữ liệu,
Đảm bảo rằng chức năng chuyển đổi thông tin được thực hiện phù hợp với đặc quyền truy nhập của các đối tượng sử dụng TMN

* Chức năng chuyển đổi thông tin (ICF):

ICF được sử dụng giữa các hệ thống trung gian nhằm cung cấp cơ chế chuyển đổi thông tin giữa các mô hình thông tin với các giao thức tại cả hai giao diện. Các mô hình thông tin này có thể hoặc không thể được định hướng đối tượng.

* Chức năng trợ giúp trạm công tác (WSSF):

WSSF hỗ trợ cho khối chức năng (WSF) bao gồm cả truy nhập dữ liệu và thao tác, dẫn chứng và khẳng định hoạt động, truyền dẫn thông báo và che dấu sự tồn tại của NEF và OSF khác đối với đối tượng sử dụng WSF truyền thông với OSF riêng. WSSF cũng có thể hỗ trợ trong việc điều hành WSF và truy nhập đối với việc điều hành OSF.

* Chức năng trợ giúp giao diện đối tượng sử dụng (UISF):

UISF chuyển đổi thông tin trong mô hình thông tin TMN tới định dạng có thể hiển thị đối với giao diện người – máy và chuyển đổi lối vào đối tượng sử dụng đến mô hình thông tin TMN. UISF chịu trách nhiệm về tổ hợp thông tin từ một hoặc nhiều đoạn có một hoặc nhiều OSF, đồng thời UISF còn có thể cung cấp chức năng tương tự như MAF và ICF.

* Chức năng hệ thống thư mục (DSF):

Bộ phận chức năng DSF đưa ra một hệ thống thư mục phân bố khả dụng toàn cầu hoặc nội hạt.Thuật ngữ “thư mục” được sử dụng ở đây trong một ý nghĩa chung.Nó không ngụ ý cho một trường hợp riêng nào về thực hiện cấu trúc dữ liệu kết hợp với thông tin này.Chức năng yêu cầu có thể thực hiện với cơ sở dữ liệu lưu trữ đối tượng được quản lý ,đối tượng trong thư mục…

* Chức năng truy nhập thư mục(DAF):

Bộ phận chức năng của DAF được kết hợp với tất cả các khối chức năng cần thiết để truy nhập tới thư mục. Nó được sử dụng để truy nhập tới và/ hoặc duy trì thông tin liên quan TMN biểu thị thông qua các chức năng hệ thống thư mục (DSF).

* Chức năng bảo mật (SF):

Bộ phận chức năng bảo mật cung cấp các dịch vụ an toàn cần thiết cho các khối chức năng để thoả mãn chính sách bảo mật và/hoặc yêu cầu của người sử dụng. Tất cả dịch vụ bảo mật mà khối chức năng có thể được phân thành 5 dịch vụ cơ bản: Xác nhận, điều khiển truy nhập, độ tin cậy dữ liệu, tổ hợp dữ liệu và an toàn như trình bày trong khuyến nghị X.800.

* Khối chức năng truyền thông báo (MCF):

MCF được kết hợp với tất cả các khối chức năng có giao diện vật lý. Nó được sử dụng và được giới hạn, cho sự thay đổi thông tin quản lý chứa đựng thông báo tương xứng với nó. MCF hợp thành ngăn giao thức cho phép kết nối các khối chức năng tới chức năng thông tin dữ liêụ DCF. MCF có thể cung cấp các chức năng hội tụ giao thức cho giao diện ở đó không phải tất cả 7 lớp OSI để được trợ giúp. Phụ thuộc ngăn giao thức được trợ giúp ở điểm tham chiếu, các loại MCF khác sẽ tồn tại. Khi một khối chức năng được kết nối ở hai loại giao diện cần có hai loại MCF để cung cấp sự chuyển đổi giao thức.

Khối chức năng	Các bộ phận chức năng
OSF ^d)	OSF-MAF (A/M), WSSF, ICF, DSF, DAF, SF
WSF	UISF, DAF, SF
NEFq3 ^a)	NEF-MAF (A), DSF, DAF, SF
NEFqx ^a)	NEF-MAF (A), DSF, DAF, SF
MF ^d)	MF-MAF (A/M), ICF, WSSF, DSF, DAF, SF
QAFq3 ^{b) d)}	QAF-MAF (A/M), ICF, DSF, DAF, SF
QAF qx ^c)	QAF-MAF (A/M), ICF, DSF, DAF, SF

Bảng 2.1 – Mối quan hệ giữa các khối chức năng với bộ phận chức năng

A/M Agent/Manager : Tác nhân/Quản lý

DAF Directory Access Function : Chức năng truy cập thư mục

DSF Directory System Function : Chức năng hệ thống thư mục

ICF Information Conversation Function : Chức năng chuyển đổi thông tin

MCF Message Communication Function : Chức năng truyền thông điệp

MAF Management Application Function : Chức năng ứng dụng quản lý

SF Security Function : Chức năng bảo mật

UISF User Interface Support Function : Chức năng hỗ trợ giao diện người sử dụng

WSSF WorkStation Support Function : Chức năng hỗ trợ trạm làm việc

a) NEF cũng bao gồm các nguồn viễn thông và hỗ trợ bên ngoài TMN
b) Khi QAF q3 được sử dụng trong vai trò quản lý, các điểm tham chiếu q3 nằm giữa QAF và OSF
c) Việc sử dụng QAF qx trong vai trò quản lý là để nghiên cứu sâu hơn
d) MAF(A/M) nghĩa là chức năng ứng dụng quản lý trong vai trò tác nhân hoặc quản lý.

Khối Chức năng	Các bộ phận chức năng
	MAF Chú ý 1	ICF	WSSF	UISF	DSF	DAF	SF
OSF	M	O	O	–	O	O	O
WSF	Chú ý 2	Chú ý 2	–	M	–	O	O
NEF q3	M	–	–	–	O	O	O
NEF qx	O	–	–	–	O	O	O
MF	O	M	O	–	O	O	O
QAF q3	O	M	–	–	O	O	O
QAF qx	O	M	–	–	O	O	O

Bảng 1.2 Tuỳ chọn bộ phận chức năng đối với các khối chức năng

M: Mandatory :Bắt buộc

O : Optional:Tuỳ chọn

– : Không cho phép

Chú ý 1 : MAF được xem xét để thêm vào các hoạt động tác nhân hoặc quản lý và có thể mâu thuẫn với các định nghĩa ISO

Chú ý 2 : Các chức năng này có thể xem là một phần của UISF

Như ở trên ta thấy về mặt chức năng TMN

2.1.5.6. Chức năng thông tin dữ liệu DCF của TMN

Các khối chức năng TMN sẽ sử dụng chức năng truyền thông dữ liệu (DCF) để chuyển đổi thông tin. Vai trò chủ yếu của DCF là cung cấp các cơ chế chuyển đổi thông tin. DCF có thể cung cấp các chức năng định tuyến, chuyển tiếp và phối hợp hoạt động. DCF có thể cung cấp phương tiện để chuyển tải thông tin liên quan đến quản lý viễn thông giữa các khối chức năng quản lý. DCF cung cấp các lớp 1 đến 3 trong mô hình chuẩn OSI.

Hình 2.3. Chức năng TMN

2.1.5.6. Mô hình quản lý TMN

CHƯƠNG 2

SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHỆ IP VÀ MPLS

2.1. GIỚI THIỆU

Như đã nói ở chương trước, mạng thế hệ sau của Cục Bưu điện Trung ương dựa trên nền tảng công nghệ IP và MPLS do đó trong chương này giới thiệu về các công nghệ tiềm năng như IP, MPLS.

Tìm hiểu kiến trúc IP về tổng thể là hiểu rõ nền tảng của cơ chế chuyển tiếp và định tuyến, điều này tạo nên một cơ sở sâu hơn để có thể hiểu rõ làm sao các bộ định tuyến (Router) chuyển tiếp các gói dữ liệu thông qua mạng IP và cách thức mà chúng sử dụng các địa chỉ.

Trong chương này cũng sẽ trình bày tương đối kỹ về kiến trúc MPLS và so sánh nó với kiến trúc IP, bởi vì đây là một công nghệ khá mới. Thành phần điều khiển giao tiếp với các Router khác để tạo ra các đường liên kết giữa các router trong mạng. Các đường liên kết này được phân biệt với nhau bởi một nhãn. Thành phần chuyển tiếp đọc các nhãn ở trong tiếp đầu của gói tin MPLS và chuyển gói tin đó đến các đường liên kết tương ứng.

2.2. SƠ LƯỢC VỀ KIẾN TRÚC IP

Phần này miêu tả về kiến trúc phân lớp IP khi so sánh với mô hình bảy lớp OSI – như trong hình 2-1. Các thành phần của lớp ứng dụng trong mô hình TCP/IP (Application layer) sẽ được miêu tả trong hình 2-2.

Hình 2-1: So sánh giữa mô hình bảy lớp OSI và kiến trúc ngăn xếp IP

Mạng Internet (và cả ARPANET) được phát triển trước khi có mô hình OSI và các kinh nghiệm thu được khi xây dựng các mạng này đã có ảnh hưởng quan trọng đến mô hình OSI.

Bởi vì kiến trúc tiếp đầu của gói tin IP đã được chuẩn hóa vào cuối thế kỷ trước, rất nhiều dịch vụ mới đã được phát triển cho nền tảng này. Hình 1-2 đưa ra miêu tả về kiến trúc của gói tin chuyển mạch IP.

Hình 2-2: Kiến trúc IP với vị trí của thông tin SNMP và ICMP

Khi xem xét các ứng dụng ở hình trên có thể thấy có một số liên quan đến một lớp thấp hơn lớp ứng dụng, ví dụ như Ping, điều này lý giải tại sao lớp ứng dụng của mô hình TCP/IP lại mở rộng, như trong hình 2-1.

2.2.1. TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐỊNH TUYẾN

Chuyển tiếp các gói tin tới các địa chỉ đích khác nhau có lẽ là phần cốt yếu nhất của mạng Internet, trong khi đó định tuyến là hành động chuyển các thông tin qua một liên mạng (internetwork) từ một nguồn tới một đích. Theo cách này, ít nhất là truyền trong một mạng cục bộ, còn lại các gói tin thường được truyền từ mạng này qua mạng khác. Tiến trình thu nhận các gói tin qua các mạng khác nhau được thực hiện bởi các Router.

Một Router có thể được xác định như là một tập các thiết bị mà được dùng để liên kết các mạng dữ liệu khác nhau. Trong những năm vừa qua Router đã được bổ xung thêm nhiều tính năng mới. Chúng có thể có thêm các chức năng cao cấp như giám sát lưu lượng, mà có thể được đọc bằng cách sử dụng giao thức SNMP.

Router xác định điểm mạng kế tiếp mà gói tin cần đi qua để chuyển tiếp gói tin đến đích của nó. Router phải được kết nối với ít nhất là hai mạng khác nhau và xác định địa chỉ đích nào để định tuyến một gói tin bằng cách đọc địa chỉ của gói tin. Điều này lý giải tại sao router được đặt ở cổng ra (gateway) của mạng.

Để các Router có thể liên hệ với nhau, IETF đã đưa ra chuẩn RIP (Routing Information Protocol) để chia xẻ thông tin định tuyến giữa các router với nhau. Giao thức RIP yêu cầu router gửi toàn bộ bảng định tuyến của nó tới router lân cận theo chu kỳ 30 giây. Tất cả các router có thể được định nghĩa để chia xẻ các thông thin này và tất cả chúng cập nhật bên trong vùng quản lý của chúng cũng theo chu kỳ 30 giây.

2.2.2. ĐỊNH TUYẾN VÀ CHUYỂN TIẾP IP

Định tuyến và chuyển tiếp có sự khác nhau. Chuyển tiếp là quá trình lấy gói tin từ một giao diện và gửi nó ra trên một đầu ra xác định, trong khi đó định tuyến là quá trình xây dựng lên các bảng mà cho phép các đầu ra đúng của gói tin có thể được xác định.

Có hai phương pháp định tuyến là định tuyến trực tiếp và định tuyến gián tiếp. Định tuyến gián tiếp là khi các máy chủ phải gửi dữ liệu thông qua một router tới một mạng khác, trong khi đó định tuyến trực tiếp là khi các máy chủ trong cùng một mạng gửi dữ liệu cho nhau. Chúng ta cũng có định tuyến tĩnh và định tuyến động. Định tuyến tĩnh là khi nhà khai thác mạng cấu hình các bảng chuyển tiếp của router nhân công. Định tuyến động là khi các router tính toán số mạng từ phần tiêu đề của gói tin và tìm ra đúng router kế tiếp để gửi gói tin tới. Phương án này chủ yếu được dùng nếu các máy chủ có các địa chỉ IP ngẫu nhiên.

Để hiểu công việc định tuyến và chuyển tiếp được thực hiện như thế nào, hãy xem xét mô hình có ba máy tính trong một mạng LAN nhỏ, tất cả đều nằm ở một phân đoạn địa chỉ IP. Chúng có địa chỉ thuộc lớp C: 128.39.202.*, và do đó có thể cho phép tới 254 nút trên mạng. Dấu sao * là một số bất kỳ từ 0 đến 254. Mỗi một giao diện mạng đều có địa chỉ MAC riêng của nó (48 bit) , ví dụ :4A-CE-87-44-4C-2A.

Hình 2-3: Một mạng máy tính điển hình

Ở hình 2-3, ta xem xét một mạng có 3 máy chủ (host). Nếu máy A muốn gửi một gói tin IP tới máy tính C thông qua Ethernet, A cần phải biết địa chỉ IP của máy C. Giao thức ARP ( Address Resolution Protocol ) được sử dụng để khám phá động các địa chỉ này.

Định tuyến trực tiếp là khi các gói tin được gửi trong cùng một mạng bằng cách sử dụng ARP. Mục đính của ARP là cho phép mỗi máy chủ trên một mạng tạo ra một bảng ánh xạ giữa các địa chỉ IP và địa chỉ MAC. Nói cách khác ARP giữ một bảng địa chỉ IP nội bộ và các địa chỉ Ethernet tương ứng. Nếu module ARP không biết địa chỉ IP của máy C thì nó sẽ phát quảng bá gói tin trên mạng và C sẽ đáp ứng lại A với địa chỉ IP của nó, ARP sẽ cập nhật bảng dữ liệu và bắt đầu gửi gói tin đến địa chỉ IP đó.

Định tuyến gián tiếp được sử dụng khi có một Router tại cổng ra (gateway) giữa các mạng. Chú ý rằng từ gateway có thể có các ý nghĩa khác nhưng trong luận văn này nói miêu tả Router như một cánh cửa để đi vào một mạng khác. Bằng cách thêm vào một Router, điều này được môt tả trong hình 2-4.

Hình 2-4: Hai mạng máy tính với một Router

Router R ở trong hình 2-4 chuyển tiếp các gói tin giữa các mạng. Để làm điều này, nó cần hai giao tiếp mạng, mỗi giao diện sẽ “nghe” (listening) trên mỗi mạng. Nếu A muốn gửi một gói tin tới C, đầu tiên nó cần gửi gói tin tới R, và tới lượt mình R sẽ chuyển tiếp gói tin tới C. Điều này được thực hiện bằng cách làm cho A sử dụng địa chỉ Ethernet của R mà có thể thu được bằng cách sử dụng ARP và quan trọng hơn và địa chỉ IP của C.

Sử dụng bảng định tuyến được cấu hình nhân công gọi là Định tuyến tĩnh, tuy nhiên nó yêu cầu rằng các giao tiếp mạng có các địa chỉ IP được cấu hình tĩnh và nó cũng yêu cầu các giao tiếp mạng không được chuyển khỏi mạng ban đầu. Nếu phải chuyển một máy tính ra khỏi mạng thì bảng định tuyến cần phải được cập nhập nhân công.

Định tuyến động sử dụng các giao thức thông tin định tuyến đặc biệt để tự động cập nhật bảng định tuyến với các router khác trong mạng mà có cấu hình để chia xẻ thông tin với nhau. Các giao thức này được nhóm lại với nhau thành nhóm các giao thức IGP (Interior Gateway Protocol) hoặc EGP (Exterior Gateway Protocol). Các giao thức IGP được sử dụng để phân bố thông tin định tuyến bên trong một vùng quản lý (MD- Management Domain). Một vùng quản lý là một tập các router bên trong một vùng được quản trị bởi một người có thẩm quyền. Các ví dụ của giao thức IGP là OSPF (Open Shortest Path First) và RIP.

Định tuyến tĩnh có một số ưu điểm khi so sánh với định tuyến động. Ưu điểm cơ bản là khả năng dự đoán được trước. Bởi vì nhà khai thác mạng tính toán được bảng định tuyến, và đường đi của gói tin giữa hai điểm đích luôn luôn được biết một cách chính xác và do đó có thể được điều khiển một cách chính xác, hơn nữa bởi vì không có giao thức định tuyến động nào được sử dụng, định tuyến tĩnh không bắt các router hoặc các liên kết mạng chịu thêm bất kỳ một tải nào nữa, nhưng đối với mạng có kích thước lớn, băng tần giành cho việc cập nhật số liệu định tuyến tăng lên một cách nhanh chóng. Tổng kết lại định tuyến tĩnh dễ dàng triển khai với các mạng có kích thước nhỏ. Nhà khai thác mạng đơn giản chỉ cần “nói” với mỗi Router làm sao để liên kết với tất cả các phân đoạn mạng khác mà nó không kết trực tiếp.

2.2.3. MẶT NẠ MẠNG

Bằng cách sử dụng phép toán logic AND giữa mặt nạ mạng (netmask) và địa chỉ IP, giao thức IP có thể tính toán xem liệu địa chỉ đích có thể được gửi tới mạng nội bộ hoặc thông qua một gateway. Mỗi khi thiết lập một địa chỉ IP cho một giao tiếp mạng thì cũng cần phải chỉ ra netmask. Ví dụ, trong Windows 2000địa chỉ netmask mặc định là 255.255.255.0. Chúng ta sẽ không đi vào chi tiết việc này được thực hiện thế nào và làm sao số hiệu mạng và số hiệu của các máy chủ tương ứng với địa chỉ IP được tìm thấy.

Hình 2-5: Ba mạng được kết nối với nhau

Hn = Host, Rn = Router

Trong hình 2-5 miêu tả ba mạng được kết nối với nhau sử dụng các kiểu đường kết nối khác nhau, như Ethernet (ETH), Giao tiếp dữ liệu quang phân bố (FDDI) và điểm -điểm (PPP). Các router chuyển tiếp các gói dữ liệu TCP từ H1 tới H8 như miêu tả ở trong hình 2-6. Như ta thấy các gói tin IP có thể được gửi trên các dạng liên kết khác nhau và do đó là độc lập với lớp liên kết.

Hình 2-6 : Miêu tả giao thức nào mà các lớp sử dụng để kết nối giữa H1 tới H8 trong hình 2-5. Ba router tương ứng ba bước nhảy từ H1 tới H8.

Chú ý rằng tất cả tất cả các gói tin IP bao gồm đủ các thông tin để cho mạng chuyển tiếp gói tin tới đích của nó và việc tìm kiếm các địa chỉ sẽ được thực hiện tại tất cả các router. Tuy nhiên, do nó không có một cơ chế thiết lập để thông báo cho mạng phải làm gì khi có gói tin đến. Một máy chủ gửi các gói tin và mạng sẽ cố gắng ở mức cao nhất (best-effort) để chuyển chúng tới đích mong muốn. Thuật ngữ “best-effort” có nghĩa rằng nếu có lỗi gì xảy ra và gói tin bị mất, mạng sẽ không làm gì cả – vì nó đã làm hết sức. Các gói tin có thể đến không đúng theo trật tự, hoặc chúng có thể được truyền nhiều lần, điều này làm cho các giao thức ở lớp cao hơn phải làm thêm một số công việc. Giữ cho các router càng đơn giản càng tốt là một trong những mục tiêu chính của mạng IP.

2.2.4. CHUYỂN TIẾP KHUNG DỮ LIỆU

Một khung dữ liệu được gửi từ một máy chủ nguồn tới một máy chủ đích, có thể thông qua một vài router trên quãng đường truyền đưa. Bất kỳ một node nào dù là máy chủ hay router, đầu tiên cố gắng thiết lập xem liệu nó có được kết nối tới cùng mạng vật lý của máy đích. Nó thực hiện điều này bằng cách sử dụng phép toán AND giữa netmask và địa chỉ IP. Nếu nút của địa chỉ đích không được nối với mạng nội bộ, nó cần phải gửi khung dữ liệu tới router. Nói chunng, mỗi nút sẽ có sự lựa chọn trong vài tuyến, và sau đó nó chọn cái tốt nhất hay ít nhất là cơ hội có thể để chuyển gói tin tới gần địa chỉ đích hơn. Các router tìm đúng “hop” kế tiếp bằng cách tham khảo trong bảng chuyển tiếp của nó. Bảng chuyển tiếp về mặt khái niệm là một danh sách các cặp <Số_hiệu_mạng, Hop_kế_tiếp> như miêu tả trong bảng 2-1.

NetworkNum	NextHop
1	R3
2	R1

Bảng 2-1: Ví dụ về bảng chuyển tiếp cho Router R2 trong hình 2-5.

Trong hình 2-5 chúng ta có một ví dụ về bảng chuyển tiếp của Router R2. Các router tìm kiếm số hiệu mạng ở trong tiếp đầu gói tin, tìm kiếm nó trong bảng chuyển tiếp và gửi gói tin đến “hop” kế tiếp. Để giảm khối lượng thông tin, IP đưa ra hệ thống hai cấp với các mạng ở cấp trên và các nút ở cấp dưới của bảng.

2.2.5. CÁC MỞ RỘNG CỦA IPv6

IPv6 có một định dạng tiếp đầu đơn giản hơn so với IPv4. Rất nhiều chức năng không cần thiết ở trong tiếp đầu của IPv4 đã được bỏ đi đối với IPv6. Điều này dẫn tới kết quả là hiệu năng của Router được tăng lên. Điểm khác nhau căn bản giữa hai phiên bản IP là 16 byte địa chỉ nguồn và đích và các trường tùy chọn ở trong phần tiếp đầu của IPv4 đã được chuyển đặt vào phần tiếp đầu mở rộng trong IPv6. Ngoài ra cũng có thể có rất nhiều tiếp đầu mở rộng khác trong IPv6. Các tiếp đầy này khi có mặt trong IPv6 thì phải được đặt theo một trật tự nhất định. Một sự đơn giản hóa khác của IPv6 so với IPv4 là phần tiếp đầu của nó luôn luôn có độ dài cố định.

Cả phần tiếp đầu chính (main-header) và phần tiếp đầu mở rông của IPv6 đều có trường NextHeader. Trường này bao gồm một thẻ nhận dạng kiểu của tiếp đầu mở rộng kế tiếp. Sau phần tiếp đầu mở rộng cuối cùng là một tiếp đầu của lớp chuyển vận (transport-layer) (ví dụ: TCP) và trường NextHeader sẽ bao gồm một thẻ nhận dạng cho giao thức của lớp cao hơn đó.

Có sáu kiểu tiếp đầu mở rộng trong IPv6 đó là:

Hop-by-Hop Options
Routing
Fragment
Destination Options
Authentication
Encapsulating Security Payload

2.3. KIẾN TRÚC MPLS VÀ CƠ CHẾ CHUYỂN TIẾP CỦA NÓ

2.3.1. KIẾN TRÚC MPLS

MPLS là viết tắt của thuật ngữ Chuyển mạch nhãn đa giao thức (Multi-Protocol Label Switching) trong đó từ multi-protocol có ý nghĩa rằng phương pháp chuyển mạch này áp dụng được cho tất cả các giao thức lớp mạng chứ không phải là chỉ riêng IP. MPLS có tác dụng gắn kết chuyển mạch phi kết nối IP (connectionless IP) tới các mạng hướng kết nối (connection-oriented networks). MPLS cũng sẽ hoạt động ảo trên mọi giao thức của lớp liên kết. Nguyên lý của MPLS là tất cả các tin được chỉ định một nhãn (label) và các gói tin được chuyển tiếp dọc theo một Đường chuyển mạch nhãn (Label Switched Path-LSP) trong đó mỗi router trên đường đi của gói tin thực hiện các quyết định chuyển tiếp gói tin dựa trên nội dung của nhãn gắn trên gói tin. Các router có bảng chuyển tiếp của mình, các bảng này được chỉ mục hóa theo giá trị của nhãn đầu vào (incoming label) . Đây là điểm khác biệt so với cơ chế chuyển tiếp IP.

Công nghệ MPLS đóng góp một sự đa dạng các tính chất mới cho kiến trúc mạng ở các lớp thấp. Ví dụ như là đảm bảo hiệu năng ở một cấp độ nhất định để định tuyến trong một mạng bị nghẽn hoặc để tạo các đường hầm IPcho các mạng riêng ảo dựa trên một mạng (network-based VPN). MPLS có khả năng tạo các kênh xuyên suốt (end-to-end) tương tự như các kênh ảo (Virtual Circuit -VC) như trong ATM. MPLS cũng cung cấp các đặc tính xác định về hiệu năng như xử lý lưu lượng (traffic engineering) trên bất kỳ một hạ tầng truyền thông nào. Các khả năng này cho phép giảm sự cần thiết của các mạng overlay và các cơ chế điều khiển lớp 2.

Thông thường chúng ta thường có nhiều kinh nghiệm về giao thức lớp liên kết của Ethernet nhưng đối với các giao thức khác như ATM, FrameRelay thì lại có ít hiểu biết hơn. Thực sự là không cần thiết để đi sâu phân tích tất cả cá giao thức lớp liên kết mà MPLS tương thích bởi vì trong luận văn này chúng ta chủ yếu tập trung vào Ethernet, để diễn giải thêm về khả năng của MPLS tôi sẽ điểm sơ lược về thực hiện MPLS trên ATM.

Lớp mạng cung cấp cho chúng ta ít lựa chọn hơn. Hiện tại hầu như chỉ có các tài liệu về IP/MPLS, mặc dù MPLS có thể áp dụng cho tất cả các giao thức lớp mạng khác nhau nhưng trong luận văn này chỉ miêu tả công nghệ này trên khía cạnh tương ứng với IP. Lý do là các tiêu chuẩn quốc tế cũng như các sản phẩm thương mại của các nhà cung cấp thiết bị hầu như chỉ giải quyết các giải pháp dựa trên giao thức này.

Kiến trúc của MPLS được chỉ ra trong IETF RFC 3031. MPLS được tham khảo đến như một “Lớp chêm” (“shim” layer). “Lớp chêm” này có ý nghĩa rằng như trong hình 1-7 thì MPLS nằm giữa lớp 2 và lớp 3 khi quy chiếu với mô hình OSI và về thực chất MPLS chỉ có tác dụng làm cho các lớp này gắn kết nhuần nhuyễn với nhau hơn.

Hình 2-7: So sánh giữa mô hình OSI với TCP/IP và MPLS

Khái niệm cơ bản của chuyển mạch nhãn thực sự rất đơn giản. Hãy lấy một ví dụ về việc gửi một bức thư điện tử từ một người dùng đến một người khác, trong các mạng sử dụng cấp độ dịch vụ “best-effort” như IP, thì phương pháp để gửi bức thư này đến đích hoàn toàn tương đương như việc gửi một bức thư qua Bưu chính với giả thiết là không sử dụng mã ZIP của Bưu cục nhận và bức thư này có địa chỉ nhận là duy nhất. Công việc ở đây là xác định địa chỉ đích và đưa ra phương án làm sao để gửi bức thư đến người nhận cuối cùng.

Đối với chuyển mạch nhãn thì sự việc có khác. Thay vì việc dùng toàn bộ địa chỉ đích để cung cấp đầu vào cho các router đưa ra quyết định chuyển tiếp thì chỉ có một nhãn được gắn vào gói tin. Tương tự như trong dịch vụ Bưu chính thì giá trị của nhãn được đặt vào giống như mã ZIP của Bưu cục nhận và phần sau đó của địa chỉ nhận được sử dụng bởi Bưu cục nhận để chuyển lá thư tới người nhận. Trong các mạng máy tính nhãn được đặt ở phần tiếp đầu của gói tin và toàn bộ gói tin IP trở thành payload. Các bộ định tuyến bây giờ chỉ sử dụng nhãn thay vì sử dụng địa chỉ IP để định hướng lưu lượng về phía địa chỉ đích (xem hình 1-8).

Hình 2-8: Hoạt động của MPLS

Các router có hỗ trợ MPLS được gọi là Router chuyển mạch nhãn (Label Switch Routers-LSRs). LSR đầu vào (ingress LSR) là nơi mà gói tin đi vào mạng MPLS. Nó thêm tiếp đầu MPLS vào gói tin IP và gắn thêm một nhãn. LSR đầu ra (egress LSR) là nơi mà gói tin IP rời khỏi mạng MPLS và tiếp đầu MPLS được loại bỏ khỏi gói tin. Cả LSR đầu vào và LSR đầu ra là các nút biên (edge nodes) kết nối mạng MPLS với các mạng khác. Các LSR quá giang (transit LSRs) cũng còn được gọi là LSR bên trong nhận gói tin từ các MPLS biên và sử dụng tiếp đầu MPLS để để tạo ra các quyết định chuyển tiếp. Nó cũng thực hiện việc tráo đổi nhãn đảo (label swapping).

Có hai cơ chế định tuyến MPLS là : định tuyến từng chặng (hop by hop) và định tuyến thẳng. Trong cơ chế định tuyến từng chặng, các LSR tạo ra các đường chuyển mạch nhãn (Label Switch Paths-LSPs) từ LSR đầu vào tới LSR đầu ra bằng cách trao đổi thông tin với nhau một cách ngang hàng. Các thông tin trao đổi này được lưu trong bảng định tuyến của LSR. Theo phương pháp này các LSR tạo ra một đường đi hợp lý nhất. Trong khi đó định tuyến thẳng có sự khác biệt nhỏ ở chỗ toàn bộ đường đi hay một phần đường đi mà các LSR sử dụng để đi ngang qua mạng từ biên bên này tới bên kia được định nghĩa thẳng bởi LSR đầu vào và các LSR sẽ được xây dựng dựa trên tuyến có sẵn này.

Khi các LSR thực hiện việc chuyển tiếp các gói tin, nó tách lấy nhãn hiện tại của gói tin MPLS tại mỗi một hop và sử dụng nó như một chỉ mục để tìm trong trong bảng chuyển tiếp của nó. Khi tìm thấy một chỉ mục đầu vào tương ứng trong bảng thì LSR áp dụng nhãn đầu ra cho chỉ mục này đối với gói tin MPLS. Sau đó gói tin được gửi qua giao tiếp đã được xác định trong bảng chuyển tiếp của LSR. Các gói tin MPLS thuộc về một LSP sẽ được chuyển tiếp theo cùng một cách bởi tất cả các router trên LSP đó. Một cách đơn giản việc chuyển tiếp và chỉ mục hóa dựa trên các bảng chuyển tiếp sẽ làm tăng tốc độ xử lý chuyển tiếp bên trong mạng MPLS và do đó cải thiện được các đặc tính trễ và trượt của lưu lượng.

MPLS cho phép một hệ thống cấp bậc các nhãn được biết đến như là một ngăn xếp nhãn (label stack). Và do đó nó có khả năng có các LSPs khác nhau tại các cấp khác nhau của ngăn xếp nhãn. Tính năng này làm tăng khả năng mở rộng của LSP. Nó cũng có thể cho phép đặt các LSP nhỏ các LSP lớn hơn. Đối với các nhãn theo hệ thống cấp bậc trường ngăn xếp (stack-field) của tiếp đầu MPLS (được trình bày ở phần sau) được đặt là “1” nếu nhãn ở dưới cùng , và được đặt là “0” nếu không phải là ở dưới cùng. Hình 2-9 giải thích rõ hơn về hệ thống cấp bậc của nhãn.

Hình 2-9: Một ví dụ về cấp bậc của nhãn trong MPLS

Các router R1 và R5 thuộc về hai LSP khác nhau. Các số 1 và 2 là độ sâu của ngăn xếp. R1 và R5 là các router biên và R2, R3, R4 là các router trong. Với mục đích là chuyển tiếp nhãn thì R1 và R5 là ngang hành tại cấp biên và R2, R3, R4 là ngang hàng tại cấp độ nội bộ. Khi R1 nhận được một gói tin với nhãn có độ sâu là 1 chỉ tới R5, nó sẽ tráo đổi nhãn của gói tin bởi một nhãn tương ứng mà sẽ được sử dụng bởi R5. Cũng bởi vì gói tin này phải đi qua R2, R3, R4 cho nên R1 sẽ đẩy vào gói tin thêm một nhãn mới và do vậy độ sâu của ngăn xếp bây giờ là 2. Chính vì thế chúng ta thấy đã có hai LSP, một tại cấp độ 1 từ R1 tới R5 và LSP thứ 2 từ R2 tới R4.

Tiếp đầu MPLS được đặt giữa tiếp đâu lớp 2 và tiếp đầu lớp 3. Một ví dụ về tiếp đầu lớp 2 và lớp 3 là Ethernet và IP. vị trí của tiếp đầu MPLS và định dạng của nó như trong hình 2-10.

Hình 2-10: Vị trí và định dạng của tiếp đầu MPLS.

Tiếp đầu MPLS dài 32 bít và có bốn trường. Tiếp đầu MPLS được chỉ ra ở hình 11 và bao gồm các trường sau :

Trường nhãn có độ dài 20-bits chứa giá trị thực của nhãn MPLS. Các giá trị từ 0 đến 15 được dành cho các chức năng đặc biệt nhưng chỉ một số giá trị đã được định nghĩa:
IPv4 Explicit NULL Label (value 0).
Router Alert Label (value 1).
IPv6 Explicit NULL Label (value 2).
Implicit NULL Label (value 3).
OAM Alert Label (value 14)
Trường Exp/QoS có độ dài 3-bits là bản chất là một trường được đưa ra dựa trên thực tế để giải quyết các thuật toán cho xếp hàng và hủy bỏ gói tin khi nó được truyền qua mạng.
Trường ngăn xếp có độ dài 1-bit (trường S) xác định đáy của ngăn xếp khi ngăn xếp được dùng. S là “0” khi nhãn không phải ở đáy của ngăn xếp và là “1” khi nó ở đáy của ngăn xếp.
Trường thời gian sống dài 8 bit (time-to-live: T) là một sao chép của trường TTL trong tiếp đầu của gói tin IP nó được tăng lên khi gói tin đi qua mỗi chặng.

Phương án “Lớp chêm ” như nêu ở phần trên được sử dụng cho các công nghệ lớp 2 mà các công nghệ này không thể đưa các nhãn vào trong phần tiếp đầu của mình. Các công nghệ lớp 2 này chủ yếu là để chỉ kiểu kết nối ngoại trừ đối với ATM và FrameRelay. Đối với ATM và Frame Relay, các nhãn được chứa trong tiếp đầu lớp liên kết của chúng. Trong ATM, nhãn có thể được chứa trong trường VCI (virtual circuit identifier) hoặc trường VPI (virtual path identifier). Cũng như thế, đối với Frame Relay, nhãn có thể được chứa trong trường DLCI (Data Link Connection Identifiers) của tiếp đầu Frame Relay.

2.3.2. THỰC HIỆN MPLS TRÊN ATM

Chúng ta sẽ xem xét việc thực hiện của MPLS trên ATM, nhưng trước hết hãy tìm hiểu sơ lược về ATM.

Các tế bào ATM bao gồm một tiếp đầu có độ dài 5 bytes và tải có độ dài 48 bytes. Để truyền một thông tin có độ dài lớn hơn 48 bytes được chuyển xuống từ các lớp trên, IP chẳng hạn, thông thường ATM chia các thông tin này thành các phần nhỏ hơn, công việc này gọi là phân mảnh. Việc phân mảnh thông tin được thực hiện bởi lớp AAL (ATM Adaptation Layer ), lớp này nằm ở giữa lớp 2 và lớp 3. Tiếp đầu AAL bao gồm các thông tin cần thiết để nơi đến của các gói tin có thể lắp ráp lại các thông tin đã bị phân mảnh.

Một đơn vị dữ liệu theo giao thức AAL5 (PDU) sẽ được chia ra thành các phần có độ dài 48 byte và các đoạn 48 bytes này cùng với một tiếp đầu ATM để tạo thành một tế bào ATM. Khi tất cả các tế bào ATM thuộc về một PDU đã đến đích hoặc đến điểm cuối của mạng ATM thì chúng sẽ hợp lại với nhau thành một PDU như ở đầu vào.

Hình 2-11: Đóng gói các gói tinđược gắn nhãn trên liên kết ATM

Khi muốn sử dụng đóng gói các gói tin được gắn nhãn của MPLS trên ATM, toàn bộ ngăn xếp nhãn sẽ được chứa trong AAL5 và nhãn ở mức trên cùng sẽ được chưa trong trường VCI/VPI của tiếp đầu ATM (xem hình 12). Lý do của việc chưa các nhãn trong cả AAL5 PDU và tiếp đầu ATM chủ yếu là do độ sâu tùy ý của ngăn xếp. Khi các tế bào ATM đến cuối của LSP chúng sẽ được ráp lại. Nếu có nhiều nhãn hơn ở trong ngăn xếp nhãn thì AAL5 PDU sẽ lại được phân mảnh và nhãn mà ở trên cùng của ngăn xếp nhãn sẽ được đặt vào trong trường VCI/VPI của tiếp đầu ATM.

Cho đến thời điểm này chúng ta thường sử dụng thuật ngữ bảng định tuyến và bảng chuyển tiếp (forwarding tables and routing tables) để chỉ các bảng chưa các thông tin tương ứng cho việc định tuyến và chuyển tiếp gói tin. Kiến trúc MPLS sử dụng các tên khác cho các bảng này: Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (Label Forwarding Information Base- LFIB) và Cơ sở thông tin nhãn (Label Information Base-LIB). LIB bao gồm tất cả các thông tin nhãn mà LSR cần phải thu thập được từ các LSR lân cận của nó, theo khía cạnh về hướng đi của các khung thì LFIB sử dụng một tập con các nhãn chứa trong LIB để cho chuyển tiếp gói tin hiện tại.

Là cần thiết để xác định một cách chính xác các gói tin nào được ánh xạ tới mỗi LSP. Điều này được thực hiện bởi xác định FEC (Forwarding Equivalency Class) cho mỗi LSP. FEC chỉ ra tập các gói tin IP mà được ánh xạ tới LSP đó. Mỗi một FEC được xác định bởi một tập của một hay nhiều thành phần FEC, trong đó mỗi thành phần xác định một tập các gói tin có thể được ánh xạ tới LSP tương ứng. Có một vài kiểu FEC thành phần được định nghĩa ; thành phần FEC địa chỉ tiếp đầu là tiếp đầu địa chỉ có độ dài từ 0 tới toàn bộ độ dài của địa chỉ. Một địa chỉ IP phù hợp với tiếp đầu địa chỉ trong FEC là địa chỉ IP có phần đầu giống tiếp đầu đó. Một FEC thành phần khác là địa chỉ máy chủ (Host Address). Thành phần này là địa chỉ đầy đủ của máy chủ. Các nhãn sẽ được gắn cho FEC trên toàn bộ LSP. Nhãn này không đơn thuần chỉ phụ thuộc vào FEC mà còn có thể biểu diễn cho tổ hợp các gói tin FEC và các gói tin thứ hạng ưu tiên hoặc cấp độ dịch vụ (CoS).

2.3.4. THÀNH PHẦN ĐIỀU KHIỂN

Thành phần điều khiển có nhiệm vụ phân phối các thông tin định tuyến giữa các LSR và các thủ tục mà các router này sử dụng để chuyển các thông tin này thành các bản tin định dạng LFIB. Các bản tin LFIB sẽ được sử dụng bởi các thành phần chuyển tiếp khi tiến hành chuyển tiếp các khung tin MPLS.

Có một sự tương đương khá lớn giữa thành phần điều khiển của kiến trúc định tuyến trước đây và thành phần điều khiển của chuyển mạch nhãn. Thành phần điều khiển của MPLS bao gồm tất cả các tính năng kế thừa từ các giao thức định tuyến được dùng trong thành phần điều khiển trước đây như OSPF, BGP và PIM. Theo nghĩa này các thành phần điều khiển này tạo thành một tập con của thành phần điều khiển MPLS. Để thêm vào các thủ tục cần thiết còn thiếu một LSR có thể :

Tạo các liên kết giữa các nhãn và FEC.
Thông báo tới các LSR khác về liên kết mà mà nó tạo ra.
Tận dụng cả hai cơ chế ở trên để xây dựng và duy trì các LFIB.

Để thực hiện việc liên kết giữa các nhãn và các FEC có hai phương pháp. Kiểu liên kết thứ nhất được biết đến như là phương pháp liên kết cục bộ và chỉ xảy ra khi router tạo ra liên kết cho nhãn đầu vào (incoming label) một cách cục bộ. Kiểu liên kết thứ hai là liên kết xa, khi router nhận được thông tin liên kết nhãn từ một LSR khác về liên kết nhãn được tạo bởi LSR đó.

Thành phần điều khiển chuyển mạch nhãn dùng cả hai phương pháp liên kết cục bộ và liên kết xa để định vị bảng LFIB của nó với các nhãn đi vào và đi ra. Để thực hiện được công việc trên có hai cách trái ngược nhau:

Các nhãn từ liên kết cục bộ trở thành nhãn đi vào (ingoing labels) và các nhãn từ liên kết xa được sử dụng như các nhãn đi ra – Đây là liên kết nhãn theo dòng đi xuống (downstream label binding).
Các nhãn từ liên kết xa trở thành nhãn đi vào và các nhãn từ liên kết nội bộ được dùng như là các nhãn đi ra – Đây là liên kết nhãn theo dòng đi lên (upstream label binding).

Để giải thích thêm về các liên kết này, cần phải hiểu rõ thuật ngữ dòng đi xuống (downstream) và dòng đi lên (upstream) . Luồng các gói tin được gửi từ LSR tải lên (upstream LSR) về phía LSR tải xuống (downstream LSR) – Xem hình 2-12.

Hình 2-12: Liên kết nhãn dòng đi xuống và đi lên.

Hai phương pháp liên kết nhãn khác nhau được gọi tên tương ứng với các LSR thực hiện công việc tải lên hay tải xuống. Một sự liên kết nhãn là ánh xạ giưa một nhãn chưa trong gói tin và một FEC cụ thể mà gói tin đó thuộc về. Hình 2-12 có minh hoạ hai kiểu liên kết nhãn. Trong kiểu liên kết nhãn dòng tải xuống, các nhãn đầu ra trong bảng chuyển tiếp được tạo bởi LSR tải xuống, với kiểu liên kết nhãn thứ hai, việc liên kể được thực hiện bởi LSR tải lên và do đó gọi là liên kết nhãn theo dòng tải lên, nhãn này trở thành nhãn đầu vào trong bảng chuyển tiếp.

Giao thức phân tán nhãn (Label Distribution Protocol-LDP)là một cơ chế được biết đến nhiều nhất để cho phép các LSR phân tán các liên kết FEC tới các LDP ngang hàng của nó. Nhưng cũng có một số giao thức khác cho phép phân tán nhãn như BGP, PIM và RSVP. Trước khi hai LSR có thể thực hiện một kết nối LDP, chúng cần phải thực hiện việc xác định các LSR lân cận. Việc này được làm theo cách LSR sẽ phát theo chu kỳ một tin phát dạng : Hello Message tới cổng UDP tới tất cả các router trên subnet mà thuộc về nhóm multicast. Tất cả các LSR nghe trên cổng UDP này và nhờ việc nhận được tin phát Hello Message nó nhận biết được các LSR lận cận của nó. Khi một LSR đã biết được địa chỉ của một LSR khác nhờ cơ chế này, nó thiết lập một kết nối TCP tới LSR đó. Tại thời điểm này một phiên làm việc LDP song phương đã được thiết lập giữa hai LSR.

Trước khi có thể trao đổi các nhãn, thì có một phiên khởi tại LDP mà các LSR ngang hàng thỏa thuận mới nhau chế độ trao đổi nào được dùng. Có một số chế độ cho việc trao đổi các liên kết nhãn FEC. Hai chế độ lựa chọn chủ yếu là tải xuống theo nhu cầu (downstream-on-demand) và đối ngược lại là tải xuống tư nguyện. Tải xuống theo yêu cầu là khi LSR phát tán một liên kết nhãn FEC để đáp ứng lại một yêu cầu xác định từ một LSR khác, trong khi đó tải xuống tự nguyện là phát tán các liên kết nhãn mà không cần phải có yêu cầu xác định từ bất kỳ từ một LSR nào.

Một bản tin LR (Label Request Message) được sử dụng bởi một LSR tải lên như kết quả của việc phát hiện một FEC mới, để xác định một cách rõ ràng nó yêu cầu LSR tải xuống chỉ định và báo lại cho biết một nhãn cho FEC này. LSR tải xuống luôn luôn phải thực hiện việc liên kết này cho các kết nối tải lên. FEC được truyền tới LSR tải xuống trong LRM. LSR nhận được bản tin LR phải đáp ứng lại với bản tin LM (Label Mapping Message) với một nhãn xạ ánh cho nhãn được yêu cầu hoặc với một bản tin thông báo xác định rằng tại sao nó không thể đáp ứng được yêu cầu này. Các nhãn này chỉ có ý nghĩa một cách cục bộ, có nghĩa rằng nhãn này chỉ có ích và có liên quan trên một liên kết đơn lẻ, giữa các LSR liền kề. LSR ngang hàng tới lượt mình lại gửi một bản tin LR tới LSR ngang hàng của nó nếu nó chưa có một ánh xạ nào trong LIB của nó để xác định đường đi tới chặng kế tiếp. Chặng kế tiếp (next hop) là một trường trong LFIB miêu tả router kế tiếp để chuyển tiếp các gói tin đã được gắn nhãn về phía LSR đầu ra (egress LSR). Các router này được xác định theo thuâth toán tìm đường đi ngắn nhất hoặc đường đi có chi phí thấp nhất . Bằng cách nêu trên LFIB được chuyển tới các LSR trên mạng.

Việc thiết lập một LSP mà được trình bày ở phần trên hoàn toàn độc lập với việc thiết lập điều khiển LSP. Trong phương pháp thứ hai, để thiết lập một điều khiển LSP, LSR đầu vào và đầu ra khởi tạo việc cài đặt LSP. Việc chỉ định nhãn được điều khiển theo một cách có thứ tự từ LSR đầu ra tới LSR đầu vào của LSP. Đó là một bản tin LR phải được gửi tới mỗi LSR dọc theo đường đi của gói tin từ LSR tải lên của LSP đó. Không có một liên kết nhãn nào có thể được chỉ định trước kh bản tin này đến được LSR đầu ra. Bản tin LM bây giờ có thể được gửi theo đường đã được dành sẵn về phía LSR đầu vào. Với mỗi LSR trên đường đi liên kết nhãn được chỉ định và được thêm vào LFIB của nó.

Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu LIB được phát tán trên MPLS như thế nào. Như đã nêu ở trên LIB bao gồm tất cả các thông tin nhãn mà LSR cần phải học từ các LSR tải xuống lân cận của nó cả theo yêu cầu và tự nguyện . Thông tin này có thể là tiếp đầu địa chỉ FEC (FEC Address Prefix), Nhận dạng LSR lân cận (Neighbor LSR Identifier), địa chỉ IP của các LSR lân cận và các liên kết các FEC tới nhãn. Bởi vì LIB cũng bao gồm thông tin không bắt buộc, vì vậy sẽ có các mục chứa các đường đi không phải là tốt nhất và sẽ không được dùng cho việc chuyển tiếp gói in. LIB không được dùng để ánh xạ nhãn đầu vào tới nhãn đầu ra.

Các phương pháp được trình bày ở trên đầy là các thành phần điều khiển mà cho phép sự thiết lập trạng thái chuyển tiếp dữ liệu giữa các LSR liền kề chỉ dựa trên thông tin trong bảng định tuyến hoặc từ một hệ thống điều khiển. Nhưng các phương pháp này không có khả năng thiết lập trạng thái chuyển tiếp dữ liệu tới tất các LSRs dọc theo một tuyến xác định và khả năng dự trữ tài nguyên dọc theo một tuyến. Các điều này và một số tính chất khác tạo thành nền tảng của định tuyến cưỡng bức. Có hai phương pháp để đạt được các LSP dựa trên cưỡng bức là : RSVP xắp đặt lưu lượng (RSVP Traffic Engineering :RSVP-TE) và LDP định tuyến cưỡng bức (CR-LDP). Các giao thức báo hiệu này cho phép MPLS điều khiển đường đi của một gói tin bằng cách xác định rõ ràng các router trung gian và tuyến truyền được tính toán tại một thời điểm tại một điểm ở biên của mạng. Các công việc theo cách này được thực hiện khá giống nhau trong cả hai cơ chế vì vậy sau đây sẽ chỉ trình bầy thêm về phương pháp CR-LDP.

CR-LDP sử dụng bản tin LR trong LDP để thiết lập việc định tuyến cưỡng bức, trong đó LDP đã được mở rộng với các giá trị độ dài kiểu (Type-length-values :TLVs) mới thêm vào so với các LDP TLVs chung. TLV là một bản miêu tả đối tượng được dùng trong một vài giao thức. các TLV cho LDP mới này được gọi là các TLV định tuyến cưỡng bức (Constrained-based Routing TLVs :CR-TLV). Khi một LSR muốn tạo một CR-LSP, bản tin LR phải chưa ít nhất là LSPID TLV và cũng có thể chứa một hoặc nhiều CR-TLV trong trường các giá trị tùy chọn của nó. LSPID TLV cung cấp cho CR-LDP một đặc tính xác địn mà có thể được sử dụng để sửa đổi LSP. Khi sử dụng CR-LDP nó có thể xác định một cách rõ ràng việc định tuyến và tài nguyên nào sẽ được cấp khi LSP được thiết lập.

2.3.5. THÀNH PHẦN CHUYỂN TIẾP

Hình 2-13: Cấu trúc của LFIB

Thành phần chuyển tiếp liệt kê các mục của LFIB để tìm ra cách làm sao chuyển tiếp các khung MPLS đi vào tới LSR kế tiếp. LFIB như đã miêu tả ở phần trên đã được phát tán bở thành phần điều khiển.

LFIB của một LSR bao gồm các mục theo tuần từ, trong đó mỗi mục bao gồm một nhãn đầu vào và một hoặc nhiều mục con. Mỗi mục con bao gồm một nhãn đầu ra, một giao diện đầu ra và địa chỉ chăng kế tiếp (xem hình 2-14). Các mục con khác nhau trong một mục chính lại có thể có nhiều hơn một mục con nữa để điều khiển việc chuyển tiếp tới nhiều địa chỉ. Hơn nữa đối với thông tin để điều khiển gói tin sẽ được chuyển tiếp tới đâu, một mục trong bảng chuyển tiếp có thể bao gồm thông tin liên quan tới các tài nguyên nào mà gói tin có thể được sử dụng. Thông tin này ví dụ như là hàng đợi đầu ra đặc biệt nào mà gói tin được xếp vào.

Một LSR có thể chỉ duy trì một bảng chuyển tiếp đơn hay cho mỗi giao tiếp của mình nó lại có một bảng chuyển tiếp riêng. Với khả năng thứ nhất, việc điểu khiển một gói tin được xác định đơn thuần chỉ bởi nhãn được chưa trong gói tin đó. Trong khi đó với lựa chọn thứ hai, điều khiển gói tin được xác định bởi không chỉ bởi nhãn chứa trong gói tinmà còn bởi giao tiếp mà trên đó gói tin đã tới . Một LSR có thể sử dụng lựa chọn một hoặc hai hoặc một tổ hợp cả hai.

Một tính chất quan trọng của thuật toán chuyển tiếp được dùng bởi chuyển mạch nhãn là một LSR có thể nhận được tất cả các thông tin cần thiết để chuyển tiếp gói tin cũng như để quyết định xemtài nguyên nào mà gói tin có thể dùng chỉ trong một lần truy nhập bộ nhớ duy nhất, bởi vì các lý do sau :

Một mục dữ liệu trong bảng chuyển tiếp bao gồm tất cả các thông tin cần để chuyển tiếp gói tin cũng như quyết định tài nguyên nào mà gói tin được dùng.
Nhãn được chứa trong gói tin cung cấp chỉ mục để tìm mục dữ liệu tương ứng trong bảng chuyển tiếp sử dụng cho việc chuyển tiếp gói tin này.

Khả năng nhận được cả thông tin để chuyển tiếp và thông tin về tài nguyên dành cho gói tin trong một lần truy nhập bộ nhớ đã làm cho chuyển mạch nhãn trở thành một công nghệ có tốc độ chuyển tiếp dữ liệu cao so với các công nghệ trước nó.

2.3.6. VÍ DỤ VỀ ĐỊNH TUYẾN TRONG MPLS

Một ví dụ về định tuyến dữ liệu trong MPLS minh họa hoạt động cơ bản của MPLS khi định tuyến. Bằng cách sử dụng các giao thức định tuyến IP quy ước và LDP các LSR tạo nên các bảng định tuyến được bổ xung thêm với các nhãn được gọi là các LIBs . Trong hình 2-14 các nút mạng A, B, C, và D là các máy chủ không được cấu hình với MPLS, LSR1 là LSR đầu vào, LSR2 là LSR quá giang và LSR3 là LSR đầu ra.

Hình 2-14: Tráo đổi nhãn và chuyển tiếp trong MPLS

LSR1 trong hình 2-14 nhận một gói tin IP từ nút A trên giao tiếp 0,được xác định địa chỉ gửi đến là nút C . LSR1 là LSR đầu vào và nó thực hiện việc tìm kiếm mục phù hợp có độ dài nhất giữa địa chỉ đích trong gói tin Ip và các tiếp đầu trong trong LIB của nó. Các thủ tục liên kết FEC tới nhãn trong LIB của nó cũng được thực hiện. Theo cách này nhãn ban đầu cho gói tin IP được tìm thấy và tiếp đầu của nhãn được đóng gói vào gói tin IP. Các đặc tính chuyển tiếp khác như router chặng tiếp theo và giao tiếp đi ra được tìm trong LFIB của LSR1. Gói tin đã được gắn nhãn sẽ đwocj chuyển với nhãn 3 tới LSR chặng tiếp theo (là LSR2) trên giao tiếp

đầu ra số 2.

Khi LSR2 nhận được gói tin nó chỉ xử lý phần tiếp đầu nhãn. Nó tách lấy nhãn và sử dụng giá trị lấy được để tìm kiếm chỉ mục theo cột nhãn vào (label IN column) trong LFIB của nó. Nó tìm thấy nhãn đầu ra tương ứng cho nhãn đầu vào 3 là “7” và nó thực hiện thay thế nhãn đầu vào này bằng giá trị của nhãn đầu ra trong phần tiếp đầu nhãn sau đó chuyển tiếp gói tin tới LSR3 trên giao tiếp 2. Đây chính là việc chuyển mạch nhãn .

LSR đầu ra cũng chỉ thực hiện việc xử lý đối với tiếp đầu nhãn và tìm kiếm nhãn đầu vào ở trong LFIB của nó. LSR3 phát hiện rằng nó là đầu ra của LSP vì router chặng kế tiếp lại chính là nó vì vậy nó bỏ tiếp đầu nhãn ra khỏi gói tin đến. Phần còn lại của gói tin chính là gói tin đầu vào của LSR1 đã nhận và được chuyển tiếp đế nút C qua giao tiếp 2.

CHƯƠNG 3

MỘT SỐ CÔNG NGHỆ QUẢN LÝ MẠNG ÁP DỤNG TRONG MẠNG IP VÀ MPLS

3.1. GIỚI THIỆU

Trong chương này chúng ta sẽ đi sâu phân loại một số chức năng về vận hành và bảo dưỡng (Operation And Management – OAM) đã có hoặc được đề xuất cho IP và MPLS.

Trước hết, chúng ta sẽ mô tả về một cơ chế quản lý mạng có thể được sử dụng cho cả các mạng IP và MPLS. Về định nghĩa quản lý mạng là một giải pháp để giám sát và kiểm tra mạng lưới để phát hiện lỗi. Giao thức quản lý mạng đơn giản (Simple Network Management Protocol – SNMP) đã được phát triển cho mục đích này . SNMP được dùng để nhận các thông tin từ các Router bằng cách truy nhập vào các MIB (Management Information Bases) khác nhau của chúng ở các nút trên mạng.

Tiếp theo, một sự phân loại các cơ chế OAM cho IP và MPLS sẽ được trình bày. Bản thân IP không có một cơ chế nào kiểu như vậy, nhưng các mở rộng của IP như ICMP (Internet Control Message Protocol), Ping, Traceroute và MIBs là các chức năng chính được sử dụng cho công nghệ này. Ngược lại MPLS có các phương án cho rất nhiều cơ chế OAM khác nhau.Cơ chế xác minh kết nối LSP cho phép phát hiện các lỗi khác nhau trên các LSP và đề xuất một số các định dạng gói tin khác nhau. MPLS ping, Traceroute và phát hiện nút lỗi – RSVP là các phương pháp khác để phát hiện lỗi. Chuyển mạch bảo vệ và tái định tuyến nhanh cho phép việc truyền đưa gói tin qua mạng một các tin cậy, trong khi đó xử lý lưu lượng MPLS và MPLS SNMP MIB là các cơ chế thay thế khác cho phép giám sát mạng một cách hiệu quả.

3.2. QUẢN LÝ MẠNG

3.2.1. KIẾN TRÚC QUẢN LÝ MẠNG

Trong một hệ thống quản lý mạng có hai thành phần chính là máy chủ quản lý (Manager) và các tác nhân (Agents). Máy chủ quản lý có hai chức năng chính: thu thập và hiển thị trực quan thông tin. Nó thu thập thông tin từ các tác nhân và sử dụng các cơ chế khác nhau để xắp xếp và nhặt ra các dữ liệu có liên quan. Các tác nhân có trách nhiệm truyền đưa thông tin về phần cứng hoặc phần mềm. Một cách tổng thể, các tác nhân được dùng cho mục đích làm tác vụ như giám sát sử dụng lưu lượng, tình trạng của các thành phần được nối vào mạng và các hoạt động tương tự.

Hình 3.1. Kiến trúc một hệ thống quản lý mạng

Như ở hình 3.1, hệ thống quản lý mạng NMS (Network Management System) liên hệ với các thiết bị khác nhau trên mạng và nhận các thông tin MIB (Management Information Bases) từ các tác nhân SNMP của các thiết bị này.

3.2.2. SNMP

Được phát triển từ năm 1998, SNMP đã trở thành phương án chung cho việc giám sát các mạng IP. SNMP có khả năng mở rộng, cho phép các nhà cung cấp thiết bị khác nhau dễ dàng thêm các chức năng quản lý mạng vào trong các thiết bị hiện có của họ. SNMP chạy ở trên cùng của giao thức UDP.

Chiến lược ngầm ở trong SNMP là giám sát các trạng thái của mạng tại bất kỳ một cấp độ có ý nghĩa nào về mặt chi tiết bằng cách kiểm soát theo kiểu xoay vòng để tìm kiếm các thông tin đúng để ra được các giải pháp quản lý tốt nhất có thể. Một số lượng giới hạn các bản tin được phát đi một cách chủ động (traps) để xác định thời điểm và tiêu điểm của việc kiểm soát xoay vòng. Việc giới hạn số lượng các bản tin chủ động phát đi nhằm nhất quán mục tiêu làm đơn giản và tối thiểu hoá lưu lượng truyền trên mạng tạo ra bởi các chức năng quản lý mạng.

Nói một cách khác SNMP là một tập các các quy tắc mà làm cho các thiết bị phần cứng như là máy tính và router có thể dò theo theo các thống kê khác nhau để cho phép đo các đặc điểm quan trọng như số gói tin đã nhận trên một giao tiếp. Các thông tin khác nhau mà SNMP nhận được được lưu trong các cơ sở dữ liệu khác nhau, được gọi là MIB (Management Information Base). SNMP là một giao thức lớp ứng dụng và được dùng gần như chỉ dành riêng cho các mạng TCP/IP.

3.2.2.1. Kiến trúc MIB

Có tương đối nhiều các dạng MIB khác nhau, cho rất nhiều các khía cạnh khác nhau của việc vận hành mạng cũng như để thể hiện các loại thiết bị khác nhau. Khi sử dụng SNMP có thể kết nối tới các MIB này, định vị các biến của MIB và gọi ra các giá này cũng như sửa đổi chúng. các biến của MIB được định nghĩa bởi một thẻ xác định đối tượng (Object Identifier-OID) mà thực ra là một hệ thống địa chỉ có cấp bậc, như một hệ thống dịch vụ tên vùng DNS (Domain Name Service) . OID sử dung một hệ thống các số, trong đó số đầu tiên là gốc của hệ thống cấp bậc và số thứ hai là nhánh, v..v.. . Hãy xem ví dụ dưới đây, địa chỉ của MIB sysDescr là 1.3.6.1.2.1.1.1. Diễn dịch ra như sau :

.iso(1).org(3).dod(6).internet(1).mgmt(2).mib(1).system(1).sysDescr(1).

Ta có thể thấy gốc ở đây là ISO và các đối tượng con được xác định theo đường số của nó. Hình 3.2 mô tả rõ hơn về vấn đề này:

Hình 3.2. Cây OID

Ngày nay SNMP trên các thiết bị mạng đang trở thành một yêu cầu gần như bắt buộc. Internet là một trong những ứng dụng đơn lẻ sử dụng SNMP. SNMP qua UDP/IP được xác định như là một giao thức của tiêu chuẩn Internet (“Internet Standard” protocol). Do đó, để có thể được vận hành qua Internet và để quản lý được thì một thiết bị phải hỗ trợ SNMP qua UDP/IP.

3.2.2.2. An ninh mạng

Để truy nhập tới các tác nhân SNMP, SNMP sử dụng phương thức “Yêu cầu lấy” (Get-Request) và sẽ được chấp nhận hoặc bị từ chối tùy theo mật khẩu mà nó dùng để truy nhập đúng hay sai. Mật khẩu này được định nghĩa như là một chuỗi nhóm chỉ đọc (Read-only Community String). Thông thường, mật khẩu mặc định là công cộng. Các nhà khai thác thường thay đổi mật khẩu mặc định thành chuỗi nhóm chỉ đọc để giữ các thông tin này chỉ riêng cho các nhà vận hành mạng. Ta cũng có thể định nghĩa bộ lọc IP, đối với một số thiết bị, cho kết nối SNM để cải thiện an toàn cho mạng.

Ngoài ra SNMP cũng dùng phương thức yêu cầu thiết lập (Set-Request) để thiết lập hoặc thay thế một số biến của MIB thành một giá trị xác định. Các yêu cầu thiết lập này được bảo vệ bởi chuỗi nhóm chỉ viết (Write Community String).

SNMP cũng định nghĩa bẫy lỗi SNMP, nó là một ngắt từ một thiết bị tới một bàn giao tiếp SNMP về trạng thái của thiết bị. Các bẫy lỗi có thể xác định đường liên kết tốt/xấu và thông báo về tình trạng của nguồn cung cấp. Các bẫy lỗi này cải thiện khả năng thu nhận số liệu của SNMP, bởi vì một số bẫy lỗi không được phát hiện khi hệ thống NMS gửi yêu cầu SNMP theo một chu kỳ nhất định.

3.2.3. OAM TRÊN IP

Để cung cấp chức năng OAM trên IP nhà khai thác hệ thống có thể sử dụng các phần mềm khác nhau hoặc các kịch bản dựng sẵn để giám sát mạng. Các giải pháp về phần mềm yêu cầu thông tin từ các router và các switch bằng cách sử dụng các lệnh ping, traceroute và SNMP. SNMP có thể kết nối tới các loại MIB khác nhau mà bao gồm các thông tin như tải của bộ xử lý, tải lưu lượng, v..v…

Hình 3.3. OAM trên IP

Máy tính ở trên hình 3.3 thu thập các thông tin và lưu trữ các thông tin này theo một chu kỳ nhất định. Các thông tin này là đầu vào cho các tiến trình xử lý để phát hiện lỗi hoặc các bất thường trên mạng.

3.2.3.1. Ping và ICMP

Một cơ chế phổ dụng nhất được sử dụng để xác định xem các router hoặc các nút trên mạng có thể kết nối được không là sử dụng lệnh Ping. Ping đo trễ hai chiều giữa nguồn và đích.Ta cũng có thể xác định thời gian đáp ứng của các hệ thống khác nhau bằng cách sử dụng chương trình nhỏ này. Nó sử dụng các trường ICMP để xác định các giá trị lỗi tương ứng:

Một số trường ICMP

Kiểu

Mã

0 = Mạng không tới được

1 = Host không tới được;

2 = Giao thức không tới được;

3 = Cổng không tới được;

5 = Tuyến nguồn bị lỗi.

Kiểu

8 cho bản tin echo;

0 cho bản tin đáp ứng echo.

Mã

Bảng 3.1: Bản tin ICMP không tới được đích (type3) và bản tin ICMP Echo (Reply Message)

ICMP là một giao thức điều khiên bản tin và báo cáo lỗi mà hoạt động giữa thiết bị mạng và cổng vào. Nó sử dụng các khung tin và thực tế nó là một phần của gói tin IP (xem hình 2.2). Các bản tin được gửi lại máy chủ có yêu cầu, và không được điều chỉnh bởi các routers. Đó là cách tốt nhất để xem liệu các thiết bị trên mạng có on-line hay không.

ICMP có rất nhiều các bản tin lỗi mà có thể xác định được máy đích là :

Không thể kết nối tới được(có thể bởi vì kết nối bị lỗi).
Quá trình ghép lại các gói tin bị lỗi.
Thời gian sống của gói tin (TTL) đạt giá trị 0.
Tổng kiểm tra tiếp đầu IP bị lỗi.
…..

Có một số kiểu bản tin ICMP là :

0 – Echo Reply.

3 – Destination Unreachable

4 – Source Quench.

5 – Redirect.

8 – Echo

11 – Time Exceeded

12 – Parameter Problem

13 – Timestamp)

14 – Timestamp Reply

15 – Information Request

16 – Information Reply

Tất cả chúng đều có chức năng xác định để xác định các lỗi và số lần đáp ứng.

3.2.3.2. IP MIB

Bởi vì các nút mạng mà chúng ta cần phải dò theo để xác định trạng thái được phân tán, tùy chọn duy nhất của chúng ta là sử dụng mạng để quản lý mạng. Điều này có nghĩa là chúng ta cần một giao thức cho phép chúng ta đọc và cả viết các thông tin trạng thái trên các nút mạng khác nhau.

Các biến MIB thông thường chỉ duy trì các thông tin về phần cứng xác định cho một thiết bị theo yêu cầu. Các hãng sản xuất có một lọat các thông tin mà có thể được giám sát cho các thiết bị của họ.

Một số biến MIB tiêu biểu là:

sysUpTime : biến hệ thống chứa thời gian kể từ lần hệ thống được khởi động lại lần cuối cùng.
ifNumber : biến giao tiếp chứa số giao diện mạng.
ipDefaultTTL : biến IP chứa giá trị thời gian sống mặc định .
ipInReceives: số gói tin đã nhận được.

3.2.3.3. Các chức năng OAM mới trong IPv6

Trong IPv6 hỗ trợ cho việc tự động cấu hình địa chỉ các máy chủ và các routers. Có hai kiểu tự động cấu hình địa chỉ : phi trạng thái (Stateless) and có trạng thái (stateful). Phương pháp phi trạng thái được sử dụng khi một site không quan hệ đặc biệt với chính xác các địa chỉ các máy chủ được dùng, và vì vậy chúng là duy nhất và có khả năng định tuyến đúng. Phương pháp định tuyến có trạng thái được dùng khi một site yêu cầu sự điều khiển chặt chẽ hơn thông qua các sự chỉ định địa chỉ chính xác. cả hai phương thức tự động cấu hình địa chỉ trên có thể được sử dụng đồng thời.

Tự động cấu hình phi trạng thái không yêu cầu bất kỳ một sự cấu hình nhân công các máy chủ nào, tối thiểu (nếu có) sự cấu hình các router. Cơ chế phi trạng thái cho phép máy chủ tạo ra các địa chỉ của riêng nó bằng cách sử dụng một tổ hợp thông tin cục bộ và thông tin được cung cấp bởi các router. Các router cung cấp các tiếp đầu để xác định các subnet liên kết với một kết nối, trong khi đó máy chủ tạo ra một “Thẻ nhận dạng giao tiếp”, thẻ này là nhận dạng duy nhất cho một giao tiếp trên một. Một địa chỉ được tạo ra trên cơ sở tổ hợp cả hai. Nhưng trước khi một địa chỉ cục bộ mới được sử dụng, máy chủ phải đảm chắc rằng không có máy chủ nào khác đang sử dụng địa chỉ này.

Trong mô hình tự động cấu hình có trạng thái, các máy chủ nhận các địa chỉ của các giao tiếp và/hoặc thông tin cấu hình và các tham số từ một máy phục vụ khác . Các máy phục vụ duy trì một cơ sở dữ liệu bám theo các địa chỉ đã được cấp cho các máy chủ.

3.2.4. OAM TRÊN MPLS

3.2.4.1 Tổng quan các công việc hiện tại

Công việc đang được triển khai về OAM trên MPLS mới chỉ dùng chủ yếu ở mức bản thảo chứ chưa phải là các khuyến nghị hoặc các tiêu chuẩn. ITU-T đã xuất bản bản dự thảo Các yêu cầu về chức năng OAM cho các mạng MPLS cung cấp các yề nền tảng chức năng OAM người dùng trong mạng MPLS. Nền tảng người dùng tham chiếu đến tập các thành phần chuyển tiếp lưu lượng qua các dòng lưu lượng. Sự thúc đẩy chính cho công việc này đã là sự cần thiết theo yêu cầu của các nhà khai thácvề chức năng của OAM để đảm bảo độ tin cậy và hiệu năng của các LSP MPLS.

3.2.4.2. Kết nối LSP

MPLS đưa ra một kiến trúc mạng mới và do đó sẽ có các cách thức lỗi mới mà chỉ liên quan tới lớp MPLS. Và vì vậy các lớp trên hoặc dưới lớp MPLS sẽ không thể sử dụng các chức năng OAM của MPLS.

Các công cụ OAM trên nền tảng người dùng được yêu cầu để kiểm tra rằng các LSP duy trì được kết nối một cách hoàn hảo, cón nghĩa là cho phép truyền đưa dữ liệu người dùng tới các đích theo như cả đảm bảo về độ sẵn sàng và QoS, theo như chỉ định trong các SLA (Service Level Agreements).

Một số yêu cầu phải được hỗ trợ bở các chức năng OAM MPLS là:

Cả hai sự kiểm tả: theo yêu cầu và liên tục đối với các LSP để khẳng định rằng không có lỗi trên các LSP đích.
Một sự kiện lỗi đối với một lớp nào đó không được gây ra nhiều cảnh báo đồng thời hoặc tạo ra các hoạt động sửa lỗi không cần thiết ở các lớp khách. Lớp khách là lớp cao hơn trong hệ thống cấp bậc nhãn mà sử dụng lớp hiện tại như lớp phục vụ.
Khả năng đo độ sẵn sàng và hiệu năng QoS của một LSP.
Ít nhất các lỗi sau của nền tảng ngwofi dùng MPLS có thể được phát hiện:
Mất kết nối LSP vì lỗi của lớp phục vụ hoặc lỗi của lớp MPLS.
Các dấu vết LSP bị tráo đổi.
Bản sao LSP không theo yêu cầu của một lưu lượng LSP vào lưu lượng của một LSP khác.
Tự sao chép không theo ý định.

16 giá trị của một trường nhãn có độ rộng 20 bit đã được dành sẵn trong tiếp đầu nhãn cho các chức năng đặc biệt, nhưng chưa được dùng hết. Một trong những chức năng này là nhãn cảnh báo OAM (OAM Alert Label) và đã được gán giá trị 14.

Hình 3.4. Gói tin OAM MPLS

Có các kiểu payload khác nhau phụ thuộc vào chức năng OAM nào mà gói tin chứa. Tại đầu mỗi gói tin đều có một trường “Kiểu chức năng OAM” (OAM Function Type) để chỉ định chức năng của OAM trong payload. Trong mỗi gói tin cũng có các dữ liệu kiểu chức năng OAM xác định và ở cuối của gói tin có trường BIP16 (Bit Interleaved Parity) – là cơ chế phát hiện lỗi. Payload có độ dài tối thiểu là 44 octet bởi vì điều này làm cho thuận tiện trong việc xử lý và để hỗ trợ kích thước gói tin tối thiểu được yêu cầu bởi các công nghệ xử lý lớp 2. Khi cần thiết có thể chèn trường dữ liệu kiểu OAM với các giá trị“0”.

Các gói tin OAM được làm khác với lưu lượng thông thường bằng cách tăng thêm một trong độ sâu của ngăn xếp nhãn đối với LSP mà cho được chèn vào. Để đảm bảo rằng các gói tin OAM có một PHB (Per Hop Behavior), cho khả năng bị rớt mạch là nhỏ nhất, ta phải mã hóa trườngEXP theo cách nhất định.

Hiện tại có 6 kiểu khác nhau của chức năng OAM và chúng có các giá trị như trong bảng 3.2.

Giá trị kiểu chức năng OAM (HEX)	Octet thứ 2 phần payload gói tin OAM Kiểu chức năng và mục đích
00	Dành sẵn.
01	CV – Kiểm tra kết nối.
02	P – Hiệu suất.
03	FDI – Bộ báo lỗi chuyển xuôi.
04	BDI – Bộ báo lỗi chuyển ngược.
05	LB-Req – Yêu cầu loop vòng.
06	LB-Rsp – Đáp ứng loop vòng.
07 – FF	Dành cho tương lai

Bảng 3.2: Các mã kiểu chức năng OAM

3.2.4.2. Kiểm tra kết nối (CV)

Chức năng kiểm tra kết nối được sử dụng để phát hiện và chẩn đoán tất cả các kiểu lỗi kết nối LSP gây ra bởi lớp phía dưới hay lớp MPLS. Dòng CV được tạo ra bởi LSR đầu vào của LSP và được truyền tới LSR đầu ra của LSP. Các gói tin CV là trong suốt đối với các LSR quá giang. Gói tin CV bao gồm thẻ nhận dạng mạng duy nhất TTSI (Trail Termination Source Identifier) và thẻ định dạng này được dùng để phát hiện các lỗi. Điều này được thực hiện bởi LSR đầu ra khi nó kiểm tra các gói tin CV nhận được trên mỗi LSP. Một LSP bị rơi và trạng thá lỗi khi có một trong những giá trị như ở hình 21.

– Xác định lỗi chuyển xuôi (FDI)

FDI được tạo bởi LSR đầu ra khi phát hiện ta lỗi. Khi LSR đầu ra phát hiện ra lỗi nói tạo ra một gói tin FDI , bám theo sự chuyển tiếp của nó cũng như lên trên bất kỳ một ngăn xếp LSP nào.

– Xác định lỗi chuyển ngược (BDI)

Mục đích của chức năng BDI là báo tới đầu tải lên cuối cùng của một LSP về một lỗi của dòng tải xuống.

3.2.4.3. MPLS ping

MPLS ping là một cơ chế đơn giản và hiệu quả được dùng để phát hiện các lỗi lớp dữ liệu tong các LSP , mà không phải luôn luôn được phát hiện bởi các thành phần điều khiển của MPLS.

3.2.4.4. Phát hiện các nút lỗi RSVP

Phần mở rộng ‘Hello’ của RSVP cho phép các nút RSVP phát hiện khi nào một nút lận cận bị mất liên hệ. Cơ chế này cung cấp một sự phát hiện lỗi nút tới nút.

Phát hiện lỗi của nút lân cận được làm bằng cách thu thập và lưu giá trị tức thời của lân cận đó. Nếu có một sự thay đổi trong giá trị nhận được hoặc nếu nút lân cận đó không trả lời đúng các giá nội bộ đã được thông báo, thì nút lân cận đó được coi như là đã reset.

3.2.4.5. Chuyển mạch có bảo vệ

Chuyển mạch có bảo vệ là một thuật ngữ của ITU-T. Chúng được xác nhận rằng chức năng chuyển mạch có bảo vệ là quan trọng nhằm tăng cường tính sẵn sàng và độ tin cậy của mạng MPLS. Chuyển mạch có bảo vệ ngụ ý là cả việc định tuyến và các tài nguyên được tính toán trước và cấp cho một LSP được bảo vệ ưu tiên đối với lỗi.

3.2.4.6. Tái định tuyến nhanh

Để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng thời gain thực như hội nghị truyền hình và một số dịch vụ khác, IETF thấy rằng có một yêu cầu rất cao để có thể chuyển hướng lưu lượng vào các đường hần LSP dự phòng trong 10 phần triệu giây. Khi một lỗi xuất hiện ở trên đường liên kết hoặc trên một nút mà lưu lượng đi qua sẽ nhanh chóng chuyển lưu lượng vào phân đoạn dự phòng và đồng thời thông báo cho LSR đầu vào. Nó sẽ phải tính toán một đường đi thay thế cho LSP chính. Lưu lượng bây giờ sẽ được chuyển vào LSP mới thay vì đi vào phân đoạn dự phòng.

Có hai chiến lược cơ bản cho việc thiết lập các đường hầm dự phòng. Đó là dự phòng một một và dự phòng theo điều kiện cho RSVP-TE và cho CR-LDP theo tương ứng là bảo vệ riêng biệt và bảo vệ chia sẻ băng thông. Lưu lượng sẽ được chuyển sang phân đoạn dự phòng khi có lỗi xuất hiện trên LSP được bảo vệ và sẽ chuyển lại LSP được bảo vệ khi lỗi đã được khắc phục.

3.2.4.7. MPLS và xắp xếp lưu lượng

Xắp xếp lưu lượng (Traffic Engineering-TE) được coi như là việc tối ưu hiệu năng của các mạng đang được vận hành. Các khía cạnh được quan tâm của MPLS là đo các thông số và điều khiển. Điều này cho phép các nhà khai thác một sự linh hoạt nhất định trong việc điều khiển các đường đi của các dòng lưu lượng qua các mạng của họ và cho phép áp dụng các biện pháp mà làm tối ưu hoạt động của mạng. Nhưng tất nhiên là một giới hạn về số lượng LSP thực sự cần thiết vì nếu tăng số LSP thì cũng làm tăng lưu lượng điều khiển trên mạng và làm tăng độ phức tạp của mạng.

Một đường đi từ một nút này tới một nút mạng khác phải được tính toán sao cho đường đi đó có thể cung cấp QoS theo yêu cầu cho lưu lượng IP và thực hiện được các yêu cầu khác mà lưu lượng đó có thể có. Mỗi khi đường đi đã được tính toán xong, việc xắp xếp lưu lượng, mà nó là một tập con của định tuyến cưỡng bức, có trách nhiệm thiết lập và duy trì trạng thái chuyển tiếp dữ liệu dọc theo đường đó.

Hình 3.5. Ví dụ về việc xắp xếp lưu lượng

Trong hình 3.5, có hai đường từ router C tới router G. Nếu router chọn một trong các đường này, nó sẽ chuyển tất cả lưu lượng có đích là G theo đường đó. Kết quả là có thể gay nghẽn trên đường truyền này, trong khi đó các đường khác lại đang ở dưới mức tải cho phép. Để tăng tối đa hiệu năng của của toàn mạng có thể dịch một số phân mảnh của dữ liệu sang các liên kết khác.

CHƯƠNG 4

TỔNG QUAN HỆ THỐNG QUẢN LÝ MẠNG

4.1. TỔNG QUAN VỀ TMN

4.1.1. TỔNG QUAN VỀ TMN

Mạng quản lý viễn thông (Telecommunications Management Network (TMN)) được ITU-T giới thiệu trong các khuyến nghị M.3000 từ năm 1985 như là một mô hình tham chiếu của hệ thống hỗ trợ vận hành OSS. TMN là kiến trúc hạ tầng kết nối các loại OSS khác nhau với các phần tử mạng. TMN cũng mô tả các thủ tục và chuẩn giao tiếp dùng để trao đổi thông tin giữa các thành phần của OSS với các phần tử mạng cũng như các chức năng cần thiết để quản lý mạng.

Mô hình TMN gồm có 4 lớp sau:

Lớp quản lý kinh doanh: thực hiện các chức năng liên quan đến kinh doanh, phân tích nhu cầu và chất lượng dịch vụ, các chức năng cơ bản liên quan đến tính cước và kế toán.
Lớp quản lý dịch vụ: thực hiện chức năng quản lý dịch vụ mạng như: khởi tạo, quản lý, thay đổi dịch vụ.
Lớp quản lý mạng: thực hiện chức năng phân bổ tài nguyên mạng: cấu hình, điều khiển và giám sát mạng.
Lớp quản lý phần tử mạng: thực hiện chức năng quản lý từng phần tử mạng bao gồm: quản lý cảnh báo, quản lý thông tin, sao lưu, lưu log, bảo dưỡng phần cứng và phần mềm.

Mặt khác mô hình TMN còn có thể xem xét dưới quan điểm chức năng, bao gồm năm chức năng sau:

Quản lý lỗi (Fault): nhận dạng, cô lập, ghi chép và báo cáo lỗi.
Quản lý kế toán (Accounting): thu thập, lưu trữ và phân phối các thông tin kế toán.
Quản lý lưu lượng (Performance): thu thập, lưu trữ và phân phối các thông tin thống kê về hoạt động mạng để đưa ra các kế hoạch về lưu lượng và tối ưu hóa kênh thông tin.
Quản lý cấu hình (Configuration): Cài đặt thiết bị mạng, thiết lập các tham số và trạng thái, cấu hình dung lượng mạng.
Quản lý bảo mật: (Sercurity): Quản lý các chức năng về phân quyền truyy nhập, quản lý các tiến trình đồng thời của một OSS, bảo vệ chống lại các truy nhập trái phép.

Năm chức năng trên là các chức năng cơ bản trong tất cả các hệ thống quản lý mạng bao gồm cả mạng thoại và mạng số liệu.

Hình 4.1. Mô hình TMN

4.2. CÁC CHỨC NĂNG CỦA TMN

4.2.1. QUẢN LÝ CẤU HÌNH:

Quản lý cấu hình bao gồm việc cung cấp các nguồn tai nguyên mạng (triển khai các nguồn tài nguyên mạng một cách kịp thời nhằm thỏa mãn các nhu cầu dịch vụ), và cung cấp dịch vụ (phân bổ các tính năng và dịch vụ đến người dùng cuối). Nó xác định, điều khiển, thu thập số liệu và cung cấp số liệu cho mạng để chuẩn bị, khởi tạo và bắt đầu hoạt động dịch vụ cũng như chấm dứt dịch vụ. Quản lý cấu hình đề cập đến mạng dịch vụ, mạng logic, mạng khách hàng như mạng điện thoại PSTN, các mạng dùng riêng.

4.2.2. QUẢN LÝ LỖI:

Bao gồm quản lý sự cố trong đó quan tâm đến việc sửa chữa và phục hội dịch vụ, phát hiện lỗi, chủ động bảo dưỡng để tạo khả năng tự phục hồi. Quản lý sự cố thực hiện so sánh tương quan giữa cảnh báo với các dịch vụ và nguồn tài nguyên mạng, khởi tạo đo thử kiểm tra, thực hiện phân tích chẩn đoán để tách lỗi vào bộ phận hay linh kiện có thể thay thế được, khôi phục lại các dịch vụ và thực hiện các công việc cần thiết khác để có sửa chữa lỗi đã được chẩn đoán. Bảo dưỡng chủ động sẽ đề cập đến tình trạng gần sử cố mà có thể làm suy giam độ tin cậy của hệ thống và gây ảnh hưởng đến dịch vụ. Để làm được điều này hệ thống có thể phải thực hiện các hoạt động bảo dưỡng định kỳ, khởi tọa đo thử, kiểm tra và sửa chữa lỗi trước khi xảy ra các sự cố dịch vụ.

4.2.3. QUẢN LÝ HIỆU NĂNG HOẠT ĐỘNG

Bao gồm các tiến trình bảo đảm cho việc sử dụng các nguồn tài nguyên mạng một cách hiệu quả nhất đồng thời đáp ứng ácc mục tiêu của người sử dụng ở mức dịch vụ. Nó đánh giá và báo cáo về các nguồn tài nguyên mạng đồng thời đảm bảo hiệu năng hoạt động cao nhất trong việc chuyển phát các dịch vụ mạng, số liệu hay video.

4.2.4. QUẢN LÝ KẾ TOÁN

Xử lý và sử dụng các bản ghi về mức độ sử dụng dịch vụ và các nguồn tài nguyên mạng rồi đưa ra hóa đơn dịch vụ cho khác hàng. Hóa đơn này ghi rõ các khoản cước phí sử dụng dịch vụ cũng như các nguồn tài nguyên mạng.

4.2.4. QUẢN LÝ AN NINH, AN TOÀN

Điều khiển truy cập mạng, bảo vệ mạng cũng như hệ thống quản lý mạng khỏi các truy nhập trái phép hay mất liên lạc. Các cơ chế an ninh phải đảm bảo linh hoạt để có thể cho phép một phạm vi điều khiển rộng cũng như các đặc quyền hỗ trợ nhóm khách hàng, nhóm nhà cung cấp dịch vụ, hệ thống khai thác có nhu cầu quản trị độc lập.

4.2.5. CÁC CHỨC NĂNG KHÁC

Lập kế hoạch: bao gồm một tập hợp các tiến trình cho phép lắp đặt các nguồn tài nguyên mạng một cách kịp thời để phát triển và triển khai các dịch vụ mạng phù hợp với dự báo và yêu cầu của khách hàng.
Quản lý nguồn nhân lực: lập kế hoạch và điều khiển các hoạt động của lực lượng nhân sự khai thác. Quan lý nguồn nhân lực liên quan đến việc bố trí nhân sự, khối lượng công việc, các công cụ sử dụng trong quản lý mạng. Việc này cũng bao gồm: sửa chữa (quản lý lỗi), tách cáp và lắp đặt thiết bị mạng (cung cấp tài nguyên), các nhân viên kỹ thuật ở văn phòng cũng như ở ngoài hiện trường.
Quản lý vật tư: bao gồm các công việc mua, phân phối và lưu trữ thiết bị linh kiện phục vụ cho việc lắp đặt và sửa chữa mạng. Để có được vật tư cần tiến hành các bước: tìm kiếm, lựa chọn, cam kết cung cấp thiết bị từ nhà cung cấp có uy tín.

4.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG QUẢN LÝ MẠNG NMS

Trong mạng riêng kỹ thuật và công nghệ NMS cho phép các nhà cung cấp dịch vụ tăng khả năng kiểm soát các hoạt động mạng. Nhờ có hệ thống NMS, các nhà cung cấp dịch vụ có thể tự động thi hành các tác vụ theo kiểu end-to-end (đầu cuối đến đầu cuối) trên mạng của họ. Ví dụ để quản lý các VLAN, hệ thống NMS cung cấp các giao diện đồ họa về các VLAN bao gồm các thông tin về các cổng, địa chỉ MAC, VLAN ID…Hệ thống NMS cũng cho phép dễ dàng thêm bớt, thay đổi các cổng cũng như cung cấp khả năng quản lý lỗi khi nó xảy ra. Trong trường hợp sử dụng ATM hoặc kênh ảo FR để chuyển tải lưu lượng mạng, hệ thống quản lý mạng cho phép tạo, xóa, thay đổi hoặc quan sát tình trạng của các kênh ảo (bao gồm các nút mạng, các kết nối, các giao tiếp). Ngoài ra các công nghệ ứng dụng trong NMS cho phép nó có khả năng quản lý việc lưu trữ (bao gồm cả các hệ thống SAN), quản lý các thiết bị đàm thoại audio/video…Ở mạng riêng các dịch vụ mạng tăng lên không ngừng và khả năng quản lý của các hệ thống NMS cũng phải tăng theo.

Về cơ bản, các thành phần của một hệ thống quản lý mạng như sau:

Hình 4.2. Các thành phần của một hệ thống NMS

Hình 4.2 mô tả một hệ thống quản lý mạng bao gồm các máy chủ trung tâm, hệ cơ sở dữ liệu quan hệ và một số máy trạm.

Mạng được quản lý bao gồm các bộ định tuyến, các bộ chuyển mạch (ATM. IP, MPLS), các bộ tập trung thuê bao xDSL, các đầu cuối xDSL, IP phone….

NMS bao gồm tập hợp các máy chủ với các chức năng khác nhau tạo thành tập hợp các chức năng của hệ thống. NMS giao tiếp trực tiếp với các phần tử mạng để lấy thông tin hoặc thiết lập chức năng cho các phần tử mạng. Hệ cơ sở dữ liệu thường sử dụng cơ sở dữ liệu quan hệ để lưu trữ thông tin về cấu hình, tổ chức đấu nối, cảnh báo…

Máy trạm truy cập thông tin cần quản lý thông qua NMS, ví dụ quan sát lỗi, giám sát, quản lý truy cập…

CHƯƠNG 5

XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ MẠNG THẾ HỆ SAU CỦA CỤC BƯU ĐIỆN

TRUNG ƯƠNG

Như đã trình bày ở các chương trước, mạng thế hệ sau của Cục Bưu điện Trung ương có các đặc điểm sau:

Là mạng riêng.
Trải rộng về mặt địa lý (trên phạm vi toàn quốc).
Số lượng thuê bao gần như cố định, ít biến đổi với khoảng 6000 cổng Ethernet và 20.000 cổng thoại.

Với các đặc điểm trên, mô hình hệ thống quản lý mạng thế hệ sau Cục Bưu điện trung ương không thể hoàn toàn giống với mô hình hệ thống quản lý mạng của các mạng công cộng khác.

Mục đích của đề tài là

Đưa ra được mô hình của hệ thống quản lý mạng thế hệ sau của Cục Bưu điện Trung ương
Chức năng chi tiết của từng khối.

Các mục tiêu cần đạt được:

Hệ thống quản lý mạng phải có khả năng quản lý, giám sát đến tất cả các nút mạng.
Hệ thống phải được xây dựng tập trung với một trung tâm đặt tại Hà Nội và hệ thống các máy tính trạm được phân quyền đặt tại các cơ sở tham gia vào hệ thống quản lý.
Do tính chất phân bố rộng (trên toàn quốc) của mạng, hệ thhống phải an toàn ổn định để giảm tối đa chi phí cho việc vận hành, giám sát, bảo dưỡng hệ thống, có khả năng vận hành từ xa đối với nút mạng lớp B, C.
Có khả năng quản lý chống lại các truy cập trái phép và phân quyền truy cập cho tất cả các thiết bị mạng.
Có khả năng giám sát và tính cước theo lượng thông tin sử dụng, dịch vụ sử dụng.

5.1. CẤU TRÚC MÔ HÌNH NMS CỦA CỤC BƯU ĐIỆN TRUNG ƯƠNG

Như ta đã biết, mạng TMN thường có quy mô quốc gia, đối với Cục Bưu điện Trung ương có qui mô nhỏ do đó ta áp dụng mô hình NMS với các chức năng cụ thể. Hơn nữa ta cũng không thể áp dụng tất cả các chức năng của mạng quản lý TMN vào trường hợp Cục Bưu điện Trung ương vì như vậy giá thành của mạng quản lý sẽ rất cao. Về cơ bản, cấu trúc mô hình NMS của Cục Bưu điện Trung ương chỉ cần đáp ứng được các nhu cầu quản lý một số lượng khách hàng không lớn và ít thay đổi, nhu cầu dịch vụ không có biến động nhiều nhưng đòi hỏi phải có chất lượng cao. Do đó, mô hình NMS của Cục Bưu điện Trung ương chỉ cần bao gồm các chức năng sau:

Quản lý cấu hình thiết bị mạng.
Quản lý cảnh báo thiết bị mạng theo thời gian thực.
Quản lý lưu lượng mạng theo thời gian thực
Quản lý an ninh mạng.
Quản lý cước và chăm sóc khách hàng.
Quản lý sao lưu và khôi phục số liệu.

Mô hình chức năng hệ thống NMS như hình 5.1

Hình 5.1. Mô hình cấu trúc mạng NMS

5.1.1. CÁC YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG QUẢN LÝ MẠNG

Vấn đề mấu chốt vẫn là: Phải có một hệ thống tích hợp đưa trên các khái niệm kiến trúc chung, nó phải bao trùm các lĩnh vực quản lý trong một môi trường hỗn hợp. Điểm này có nghĩa là:

Tích hợp của các kiến trúc truyền thông và dịch vụ dưới một kiến trúc quản lý.
Tích hợp các lĩnh vực chức năng quản lý vào các chức quản lý các hệ thống tổng quát.
Tích hợp các khía cạnh tổ chức.
Có khái niệm chung cho quản lý cơ sở dữ liệu hay nói cách khác có một mô hình thông tin được chấp nhận rộng rãi cho việc diễn tả các đối tượng cần quản lý.
Mô hình ngữ nghĩa cho các hệ thống mạng phức tạp.
Mở rộng các khái niệm đã chuẩn hoá cho việc quản lý mạng và hệ thống.
Hỗ trợ các ứng dụng và hệ thống phân tán.
Thiết kế các platform thích hợp cung cấp các giao diện người sử dụng và lập trình chung.

Một tiền đề cho việc tích hợp đó là khả năng của các hệ thống hoặc thành phần cần quản lý trong mỗi trường hỗn hợp cung cấp được thông tin trong một hạ cơ sở các kiến trúc quản lý đã được chuẩn hoá. Một yêu cầu thứ hai đó là một cơ sở chung cho các khối xây dựng tổng quát cho các ứng dụng quản lý.

Dù áp dụng các tiêu chuẩn hoặc công nghệ nào, thì các xu hướng trong quản lý mạng hiện này đều nhằm đáp ứng những nhu cầu sau đây:

Tự động: Một số phần trong công việc quản lý cần đến tự động ví dụ như quá trình theo dõi (tracking) lỗi. Việc tự động sẽ là một trong những lợi thế trong các dòng sản phẩm. Một vấn đề cần thiết cấp bách đó là tự động toàn bộ cho việc quản lý lỗi và quản lý thay đổi.
Độc lập ngôn ngữ: Các ứng dụng quản lý hiện tại phải viết trên những ngôn ngữ lập trình cụ thể. Điều này làm phát sinh nhu cầu trong tương lai viết các ứng dụng trên một loại ngôn ngữ bất kỳ hoặc ngôn ngữ hướng đối tượng.
Độc lập với hệ điều hành: Khi viết các ứng dụng quản lý, người lập trình không phải bị cột chặt vào một hệ điều hành nào đó. Bởi họ muốn các ứng dụng làm việc trên nhiều hệ điều hành khác nhau theo cùng một kiểu.
Cơ sở dữ liệu hướng đối tượng: Một cơ sở dữ liệu là rất quan trọng trong việc lưu trữ các đối tượng, đặc biết các thông tin dữ liệu về cấu hình, quản lý lỗi, quản lý hiệu suất thực hiện… Cơ sở dữ liệu cần phải có độ thực hiện tốt và có khả năng quản lý dụng lượng lớn. Một định hướng cho việc lưu trữ các dữ liệu mới là các cơ sở dữ liệu hướng đối tượng và hiệu suất thực hiện sẽ là một vấn đề quan trọng. Dù các bộ xử lý là càng ngày nhanh hơn, những yêu cầu về lưu trữ và xử lý số liệu sẽ ngày càng lớn. Do vậy, hiệu suất thực hiện của cơ sở dữ liệu vẫn là một vấn đề quan trọng… Để vượt qua những trở ngại này các vùng lưu trữ tạm thời (cache) lớn sẽ được sử dụng.
Tích hợp tính toán, viễn thông và truyền hình: Hiện nay nhiều quốc gia hệ thống truyền thoại đã sử dụng truyền dẫn số. Các hệ thống máy tính cần nhiều nhu cầu bao gồm các chức năng như đồ hoạ, hình ảnh, thoại và dữ liệu. Vấn đề đặt ra là cần có sự tích hợp. Song song thì thuật ngữ tính toán bắt đầu chuyển dịch dần từ các mainframe hoặc trung tâm dữ liệu sang tính toán client/server. Tính toán client/server từ mạng LAN cũng đã mở ra cho việc truyền dẫn dữ liệu, thoại, hình ảnh sang công nghiệp viễn thông. Kết quả của quá trình này là thông tin dữ liệu và viễn thông sẽ hội tụ mà dẫn đến việc tích hợp các hệ thống quản lý của tính toán và thiết bị viễn thông.
Bảo mật: Bảo mật là một yếu tố then chốt trong các mạng mở như trong các tính toán client/server. Những phương pháp bảo mật được tăng cường để bảo mật các dữ liệu quan trọng các thông tin nhạy cảm như số liệu về tài khoản cần phải được bảo mật. Như vậy việc cung cấp các cơ chế bảo mật sẽ là một vấn đề rất quan trọng.

5.1.2. MỘ SỐ MÔ HÌNH ĐỀ XUẤT

5.1.2.1. Mô hình 1

Theo mô hình này, hệ thống NMS gồm 3 trung tâm đặt tại 3 thành phố Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh tương ứng với 3 nút mạng lõi. Tại các tỉnh, thành phố khác có các máy trạm truy cập vào trung tâm để quản lý cục bộ tại mỗi nút mạng.

Hình 5.2: Mô hình thứ nhất

Các nhóm chức năng:

Hỗ trợ điều hành: Cung cấp các chức năng hỗ trợ khai thác cho các phần tử mạng và phân tích các lỗi chi tiết của phần tử mạng. Nhóm chức năng này có thể cung cấp các kết nối với nhà cung cấp thiết bị để tiến hành nâng cấp, cập nhật phần mềm, sửa lỗi.

Đồng bộ số liệu: cung cấp khả năng cập nhật số liệu từ các OMC. Mỗi OMC chỉ lưu trữ số liệu của riêng OMC đó còn NMS sẽ cập nhật tất cả các số liệu của các OMC để lưu trữ tạo khả năng có một trung tâm số liệu thống nhất.

Sao lưu số liệu: cung cấp khả năng sao lưu số liệu thường xuyên theo định kỳ hoặc đọt xuất cho toàn mạng.

Quản lý mạng: nhóm này đặt tại các OMC thực hiện các chức năng:

Giám sát chất lượng mạng.
Quản lý lưu lượng mạng.
Quản lý sự cố mạng.
Hỗ trợ phân tích chi tiết lỗi.

Quản lý lưu lượng mạng:

Báo cáo chất lượng mạng: Báo cáo chất lượng đường truyền, chuyển mạch, báo cáo sự gián đoạn mạng lưới, báo cáo tình trạng tắc nghẽn mạng, báo cáo nguồn tài nguyên mạng.
Phân tích tình trạng mạng lưới : Phân tích lỗi trên mạng, phân tích tình trạng tắc nghẽn, phân tích tỷ lệ thành công cuộc gọi.
Quản lý độ hoàn thiện mạng lưới: Quản lý kế hoạch ngừng liên lạc, quản lý sự mất liên lạc, quản lý sự mở rộng của mạng, quản lý các thủ tục và cách thức mở rộng.

Đánh giá

Theo mô hình này, hệ thống quản lý mạng chia thành 3 trung tâm ứng với 3 nút mạng lõi hình thành 3 OMC. Mỗi OMC quản lý các tỉnh phía dưới bao gồm các chức năng: quản lý lỗi, quản lý cấu hình, quản lý lưu lượng và hiệu năng hoạt động, quản lý tính cước và bảo mật. Trung tâm quản lý mạng chỉ thực hiện được một phần các trong số các chức năng của TMN tức là chỉ bao gồm ba chức năng đầu tiên trong số năm chức năng trên.

Theo cách tổ chức trên, do cơ sở dữ liệu không được tập trung nên việc hoạch định chiến lược phát triển trên toàn mạng sẽ gặp khó khăn. Mặt khác cũng gây tốn kém vì như thế sẽ phải xây dựng gần như 3 hệ thống NMS độc lập tuy rằng việc triển khai từng hệ thống là dễ dàng hơn.

5.1.2.2. Mô hình 2

Theo mô hình này hệ thống NMS gồm duy nhất một trung tâm đặt tại Hà Nội, tại mỗi tỉnh đều có một máy trạm truy cập vào trung tâm NMS để quản lý cục bộ tại nút mạng cấp tỉnh, riêng 3 trung tâm lớn mang thêm chức năng OMC đặt tại Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng. Tại trung tâm NMS có tất cả các thiết bị thực hiện các chức năng giám sát, cấu hình, tính cước, bảo mật…Tại các OMC chỉ có các máy trạm truy cập thông tin thông qua các NMS server và được gán thêm quyền quản lý các nút mạng cấp dưới.

Hình 5.3: Mô hình thứ hai

Các nhóm chức năng:

Các nhóm chức năng không khác gì mô hình 1 mà chỉ khác ở chỗ tất cả các chức năng được tích hợp trong một trung tâm NMS thống nhất. Hệ thống NMS khi đó phải có khả năng phân quyền truy nhập cho các OMC, mỗi OMC chỉ thực hiện một số chức năng nhất định đối với một số tỉnh nhất định.

Đánh giá

Theo mô hình này, hệ thống quản lý mạng được tập trung theo các tiêu chuẩn của hệ thống TMN. Việc quản lý hệ thống như thế cũng dễ dàng hơn. Tuy nhiên việc tích hợp để quản lý một số lượng lớn các nút mạng gặp phải một số khó khăn như nhân sự để quản lý, năng lực của các hệ thống phần cứng và phần mềm.

5.1.2.2. Kết luận:

Giải pháp thứ hai được lựa chọn vì những ưu điểm của nó so với giải pháp thứ nhất. Với mô hình thứ hai, ta sẽ tiếp tục xây dựng chi tiết các thành phần của hệ thống quản lý mạng và cũng như lựa chọn các sản phẩm hợp lý để xây dựng trung tâm quản lý mạng thế hệ sau Cục Bưu điện Trung ương.

5.2. CHI TIẾT HỆ THỐNG QUẢN LÝ MẠNG

Trên thị trường hiện có rất nhiều sản phẩm quản lý mạng nhằm đáp ứng các nhu cầu khác nhau của nhà cung cấp dịch vụ và doanh nghiệp. Nói chung, mỗi sản phẩm thường đáp ứng được một số hoặc gần như tất cả các chức năng của một hệ thống TMN. Trong trường hợp Cục Bưu điện Trung ương, ta không thể sử dụng một hệ thống đắt tiền có giá thành cao của một nhà cung cấp có sẵn mà có thể sử dụng nhiều sản phẩm khác nhau của nhiều nhà cung cấp khác nhau. Vấn đề là đưa được ra các yêu cầu chức năng của sản phẩm, lựa chọn và tích hợp lại để xây dựng được hệ thống quản lý mạng có tính thống nhất cao.

5.2.1. QUẢN LÝ THIẾT BỊ

Hầu hết các hệ thống quản lý thiết bị đều phải đáp ứng được các chức năng sau:

Quản lý thiết bị trên toàn mạng. Chủng loại thiết bị bao gồm:
Bộ định tuyến.
Bộ chuyển mạch.
Bộ tập trung thuê bao DSLAM.
Thiết bị đầu cuối modem xDSL.
Quản lý cảnh báo của các phần tử mạng theo thời gian thực.
Quản lý truy nhập vào/ra mạng theo thời gian thực.
Quản lý lưu lượng mạng theo thời gian thực.

Danh mục thiết bị quản lý

Như đã phân tích ở trên, hệ thống quản lý chỉ bao gồm 01 hệ thống NMS tại Hà Nội (CP16), tại tất cả các tỉnh/thành còn lại chỉ sử dụng các máy trạm kết nối vào trung tâm NMS tại Hà Nội để quản lý cục bộ thiết bị tại nút mạng đó, theo phân quyền của NMS, danh mục các thiết bị cần cho phân hệ quản lý như sau :

STT	Tên thiết bị	SL
	I. Máy chủ ( Phần cứng )
1	Quản lý thiết bị trên toàn mạng	01
2	Quản lý truy nhập vào/ra mạng theo thời gian thực	01
3	Quản lý lưu lượng mạng theo thời gian thực	01
4	Hệ thống an ninh mạng	01
5	Hệ thống giám sát phòng đặt thiết bị từ xa – Hệ thống xử lý, lưu trữ, cảnh báo. – Các hệ thống hiển thị (màn hình lớn ) – ……..	01
6	Quản lý cước và chăm sóc khách hàng	01
7	Hệ thống sao lưu dữ liệu	01
8	Một số phụ kiện mạng kèm theo	01

	II. Phần mềm
1	Hệ điều hành	07
2	Máy chủ số liệu (Software)	07
3	Phần mềm quản lý thiết bị	01
4	Phần mềm quản lý truy nhập	01
5	Phần mềm quản lý lưu lượng	01
6	Phần mềm an ninh mạng	01
7	Phần mềm quản lý giám sát từ xa	01
8	Phần mềm quản lý cước	01
9	Phần mềm sao lưu dữ liệu	01
	III. Thiết bị quản lý, giám sát từ xa cho tất cả các tỉnh
1	Máy tính trạm	122
4	Cáp mạng và phụ kiện mạng
5	Camera	61
6	Đầu báo nhiệt	61
7	Đầu báo khói	61
8	Đầu báo độ ẩm	61

CHƯƠNG 6

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DCF	Data Communications Function: Chức năng truyền thông dữ liệu
DSL	Digital Subscriber Line: Đường dây thuê bao số
MIB	Management Information Base: Hệ thông tin quản lý
NMS	Network Management System: Hệ thống quản lý mạng
OAM&P	Operation, Administration, Mainternance & Provisionning: Khai thác, quản trị, bảo dưỡng và dự phòng
OSI	Open System Interconnection: Kết nối hệ thống mở
OSS	Operation Support System: Hệ thống hỗ trợ vận hành
PSTN	Public Switching Telephone Network: Mạng điện thoại công cộng
SAN	Storage Area Network: Mạng lưu trữ số liệu
SNMP	Simple Network Management Protocol: Giao thức quản lý mạng đơn giản
TMN	Telecommunication Management Network: Mạng quản lý viễn thông

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Công nghệ quản lý mạng hiện đại, CN. Nguyễn Hải Yến biên dịch, Nhà xuất bản Bưu điện 2001.

[2]. Network Management, MIBs and MPLS: Principles, Design and Implementation, Stephen B. Morris, Prentice Hall 2003.

[3]. ITU-T Recommendation M.3020 – TMN interface speccification methodology.

[4]. ITU-T Recommendation M.3200 – TMN management services: overview.

[5]. ITU-T Recommendation M.3400 – TMN management funtions.

[6]. ITU-T Recommendation M.3180 – Catalog of TMN management funtions.

[7]. Quản lý viễn thông – Các khái niệm cơ bản, Nguyễn Thị Minh Huyền chủ biên, Nhà xuất bản Bưu điện 2000.

[8]. Quản lý mạng trong xu thế phát triển mạng viễn thông thế hệ sau, TS. Nguyễn Quý Minh Hiền, Nhà xuất bản Bưu điện 2003.

[9]. Quản lý mạng viễn thông thế kỷ 21, ThS Trần Quang Cường, KS Võ Văn Thương biên dịch, Nhà xuất bản Bưu điện 2001.

[10]. Storage Networks: The Complete Reference, Robert Spalding, McGraw-Hill 2003.

PHỤ LỤC

Cấu trúc phân lớp của mạng Cục Bưu điện Trung ương

Cấu trúc mạng lõi

Cấu trúc nút mạng lõi tại Hà Nội

Cấu trúc nút mạng lõi tại Hồ Chí Minh

Cấu trúc nút mạng lõi tại Đà Nẵng

Cấu trúc nút mạng lõi tại các tỉnh, thành phố khác

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

June 20, 2019

TÀI LIỆU TỔNG QUAN VIỄN THÔNG VIETTEL

TÀI LIỆU TỔNG QUAN VIỄN THÔNG VIETTEL

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Báo khoa học Phân tích chiến lược tăng trưởng tập trung tại công ty viễn thông quân đội (Viettel)

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]https://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/06/T%C3%80I-LI%E1%BB%86U-T%E1%BB%94NG-QUAN-VI%E1%BB%84N-TH%C3%94NG-VIETTEL.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: TÀI LIỆU TỔNG QUAN VIỄN THÔNG VIETTEL

LỜI NÓI ĐẦU

Viettel là một Tập đoàn Viễn thông có sức phát triển mạnh mẽ sau 10 năm qua tại Việt Nam. Lấy viễn thông làm một trong bốn mũi nhọn phát triển, Viettel không còn là thương hiệu trong nước mà đã vươn mình ra thế giới với việc đầu tư viễn thông tại một số nước, hội nhập cùng xu hướng phát triển của thế giới, học hỏi những khoa học công nghệ tiên tiến, sáng tạo những thứ của riêng mình

Có thể nói, để một doanh nghiệp phát triển bền vững, ngày càng tiến xa hơn thì không những cần một chiến lược kinh doanh đúng đắn mà còn cần một đội ngũ cán bộ công nhân viên chất lượng cao. Nhằm đảm bảo nguồn tài liệu đào tạo cho những đối tượng sau tuyển dụng đã được học các chuyên ngành kỹ thuật, ban Kỹ thuật của phòng Biên soạn tài liệu – Trung tâm đào tạo đã tái bản lại cuốn tài liệu “Tổng quan Viễn thông Viettel”. Tài liệu này nhằm cung cấp cho người đọc một cái nhìn tổng quát về các mạng, sơ đồ nguyên lý đấu nối… giúp ích trong bước đầu làm quen với mạng Viettel

Nội dung tài liệu gồm 2 phần chính:

Chương 1: Giới thiệu về các thuật ngữ thường dùng trong mạng viễn thông của Viettel.
Chương 2: Giới thiệu đến người đọc các mạng dịch vụ mà Viettel đang có. Trong chương này cũng giới thiệu tổng quan mạng viễn thông Viettel qua sơ đồ kết nối logic.

Trong quá trình biện soạn lại tài liệu, chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, Ban Kỹ thuật rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các đồng chí Lãnh đạo các cấp cũng như những đồng nghiệp để tài liệu ngày càng hoàn thiện và đầy đủ hơn.

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về:

Trung tâm đào tạo Viettel

M1 – An Khánh – Hoài Đức – Hà Nội

Tell: 04.62650.329 – Mobile: 0988.888.319

Fax: 04.62650.174

MR: Nguyễn Tây Khoa

Mobile: 0977568648 – 086549179

Mail: [email protected]

CHƯƠNG I. THUẬT NGỮ THƯỜNG DÙNG

Phần thuật ngữ thường dùng là những thuật ngữ cơ bản được sử dụng thường xuyên và thống nhất cách hiểu trong mạng viễn thông Viettel. Tài liệu này giải thích các thuật ngữ một cách đơn giản và dễ hiểu cho người đọc.

I. Thuật ngữ thường dùng trong mạng di động.

1.1. Thuật ngữ chung trong mạng di động 2G và 3G

1.1.1. Thuê bao attach

Là thuê bao đang bật máy mà hệ thống tổng đài đang quản lý.

1.1.2. Thuê bao registered

Là thuê bao attach hoặc thuê bao attach vừa tắt máy chưa quá 24h.

1.1.3. BHCA (Busy hour call attempt)

Là số lượng cuộc gọi (thành công và không thành công) được thực hiện trong giờ peak trong ngày. BHCA ngày bình thường khoảng 1.2.

1.1.4. MHT (Mean Holding Time)

Là thời gian tính từ lúc thuê bao nhấc máy tới khi gác máy. MHT ngày bình thường khoảng 50s.

1.1.5. Erlang (Erl)

Là đơn vị đo của lưu lượng (Traffic), được tính như sau:

A = ⁿ_T^´ ^t

Trong đó: – A là lưu lượng đo bằng Erl.

n là số cuộc gọi.

t là độ dài trung bình của mỗi cuộc gọi.

T là thời gian đo (thường T=1giờ = 3600s).

Ví dụ: Trong 1 giờ, 1 thuê bao trung bình gọi 1,2 cuộc, mỗi cuộc gọi dài 60s, thì

Erl của thuê bao là: A = 1,2*60/3600 » 0.020Erl = 20 (mErl).

Từ Erl ta có thể biết được số phút gọi:

số phút gọi = lưu lượng (Erl )*60 (phút)

Ví dụ: 1cell trong 1 giờ có lưu lượng là 16,63 Erl thì trong 1 giờ đó cell phục vụ được 16,63*60 = 997,8 (phút gọi)

Vậy nếu biết được lưu lượng của cell trong 1 giờ (Ví dụ: 16,63 Erl) và Erl trung bình của 1 thuê bao trong giờ đó (Ví dụ: 0,020 Erl) thì ta có thể tính được số thuê bao đang thuộc cell đó = 16,63/0,020 = 831 thuê bao trong 1 giờ

1.1.6. Giờ peak (giờ cao điểm)

Là giờ mà lưu lượng mạng lớn nhất (thường là khoảng thời gian nhiều thuê bao gọi nhất. Trong một ngày, thời gian cao điểm là khoảng từ 19^h đến 20^h).

1.1.7. GoS (Grade of Service – cấp độ dịch vụ)

Là tỷ lệ nghẽn cuộc gọi cho phép trên mạng.

Ví dụ: GoS = 2% tức là nếu có 100 cuộc gọi thì cho phép nghẽn 2 cuộc gọi.

1.2. Thuật ngữ trong Vô tuyến di động 2G

1.2.1. Nhóm thuật ngữ chung

1.2.1.1. TRX (TRE)

Là bộ thu phát trạm gốc BTS. Mỗi TRX bao gồm 8 khe thời gian (TS-Time Slot). Thông thường, trong 8 khe thời gian sẽ có 1 khe dành cho báo hiệu và 7 khe dành cho lưu lượng.

1.2.1.2. TCH (Traffic Channel – kênh lưu lượng)

Khi có cuộc gọi của khách hàng thì cuộc gọi sẽ được mang trên kênh này. Kênh lưu lượng có thể được sử dụng ở 2 chế độ như sau:

Kênh toàn tốc (FR – Full Rate): Chỉ 1 thuê bao trên 1 TCH tại một thời điểm.

Kênh bán tốc (HR – Half Rate): Có 2 thuê bao trên 1 TCH trên một thời điểm. 2.1.3. Độ cao anten

Là độ cao thẳng đứng tính từ đáy của anten đến mặt đất. 1.2.1.4. Góc tilt của anten

Là góc cụp ngẩng của anten. Thông thường người ta hay nhắc đến 3 loại góc tilt:

Góc tilt cơ: Là góc cụp/ngẩng của anten tạo bởi mặt phẳng anten và phương thẳng đứng. Góc tilt cơ có thể điều chỉnh được bằng cách điều chỉnh gá anten.
Góc tilt điện: Là góc cụp/ngẩng của hệ thống chấn tử bên trong anten và bề mặt ngoài anten. Có loại anten cho phép điều chỉnh góc tilt điện và cũng có loại không cho phép điều chỉnh (Ví dụ: Nói anten có góc tilt điện bằng 6⁰ thì có thể coi anten đã nghiêng sẵn 6⁰).
Góc tilt tổng = góc tilt cơ + góc tilt điện

Hình 1.1 – Hình ảnh minh họa góc tilt của anten 1.2.1.5. Góc azimuth của anten

Là góc của anten so với phương bắc theo chiều thuận kim đồ hồ (hay còn gọi là góc phương vị). Thông thường cell A của một trạm là cell gần phương bắc nhất theo chiều kim đồng hồ.

Hình 1.2 – Hình minh họa góc azimuth của anten

1.2.1.6. Vùng lõm

Là vùng/khu vực/đoạn đường không có sóng hoặc sóng rất yếu:

Với khu vực thành phố đồng băng, mức thu < -90 dBm.

Với khu vực miền núi, mức thu < – 95 dBm

Hoặc số vạch sóng trên điện thoại còn < 2/3 tổng số vạch sóng.

1.2.1.7. T_F – Thời lượng gián đoạn thông tin di động mạng vô tuyến di động

Là thời gian trạm BTS/NodeB bị gián đoạn dịch vụ trong ngày

Đơn vị tính: BTS*h (2G), NodeB*h (3G).

Phương pháp xác định: Thống kê toàn bộ sự cố trong vòng 24h.

Chỉ tiêu: Toàn mạng < 40 BTS*h

1.2.1.8. VSWR (Voltage Standing Wave Ratio – tỷ số sóng đứng điện áp)

Là giá trị đo sự ảnh hưởng của việc không phối hợp giữa trở kháng đầu cuối của ăng ten và trở kháng đặc trưng của đường truyền dẫn. VSWR là một cách tốt để mô tả ảnh hưởng của trở kháng đầu cuối và băng thông của ăng ten. Nó xuất hiện khi trở kháng không tương thích giữa các phần tử trong hệ thống RF. VSWR được gây ra bởi tín hiệu RF bị phản xạ tại điểm trở kháng không tương thích trên đường truyền tín hiệu về lại phía phát.

1.2.2. Nhóm thuật ngữ liên quan đến chất lượng mạng vô tuyến 2G

1.2.2.1. TU (Traffic Utilisation – hiệu suất sử dụng tài nguyên)

TU được sử dụng để đánh giá hiệu suất sử dụng tài nguyên mạng và đánh giá nghẽn của các Cell. Hiệu suất sử dụng tài nguyên vô tuyến (cell, BTS/NodeB, các KV, toàn mạng) được tính theo công thức sau:

TU = (Lưu lượng thực tế giờ cao điểm/Lưu lượng có khả năng hỗ trợ)*100

Trong đó:

Lưu lượng thực tế giờ cao điểm: Được lấy từ số liệu thống kê hàng ngày.

Lưu lượng có khả năng hỗ trợ được tra từ bảng Erlang B ứng với số TCH toàn tốc và cấp độ dịch vụ (GoS) là 2%.

1.2.2.2. SDCCH – Stand-alone Dedicated Control Channel

Đây là một kênh báo hiệu quan trọng, được sử dụng trong các trường hợp sau:

Khi khách hàng gửi/nhận tin nhắn, tin nhắn sẽ được mang trên kênh này.

Khi máy của khách hàng tự động thông báo vị trí cho mạng biết vị trí của mình (automatic location update)

Khi khách hàng thực hiện cuộc gọi, kênh này sẽ được sử dụng cho việc trao đổi, thông báo qua lại giữa mạng và máy của khách hàng, trước khi khách hàng được cấp 1 kênh lưu lượng TCH.

1.2.2.3. CSSR (Call Setup Success Rate – tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công)

CSSR(%) = (tổng số cuộc gọi được thiết lập thành công/ tổng số lần thiết lập cuộc gọi)*100%

1.2.2.4. CDR (Call Drop Rate – tỷ lệ rớt cuộc gọi)

CDR(%) = (tổng số cuộc gọi bị rớt/ tổng số cuộc gọi đã được thiết lập)*100%

1.2.2.5. SDR (SDCCH Drop Rate – tỷ lệ rớt SDCCH)

SDR(%) = (số kênh SDCCH bị rớt/tổng số kênh SDCCH thiết lập được)*100%

1.2.2.6. SCR (SDCCH Congestion Rate – tỷ lệ nghẽn SDCCH)

SCR(%) = (tổng số lần cấp phát kênh báo hiệu không được do hết kênh/tổng số lần cấp phát kênh báo hiệu)*100%

1.2.2.7. TCR (TCH Congestion Rate – tỷ lệ nghẽn TCH)

SCR(%) = (tổng số lần cấp phát kênh TCH không được do hết kênh/tổng số lần cấp phát kênh TCH)*100%

1.2.2.8. CSR (Call Success Rate – tỷ lệ cuộc gọi thành công)

CSR = (1 – CDR)*CSSR

1.2.2.9. RASR (Random Access Success Rate – tỷ lệ truy nhập ngẫu nhiên thành công)

RASR(%) = (tổng số lần truy nhập ngẫu nhiên thành công/tổng số lần truy nhập ngẫu nhiên)*100%

1.2.2.10. HOSR (Handover Success Rate – tỷ lệ thành công chuyển giao)

HOSR(%) = (tổng số cuộc chuyển giao thành công/tổng số cuộc chuyển giao thực hiện)*100%

1.2.2.11. Cường độ tín hiệu (Rxlev)

Là đơn vị đo cho biết sóng khoẻ hay yếu (Ví dụ: Cuộc gọi nghe rõ hay chập chờn):

Đường xuống: Điểm đo là tại máy của khách hàng

Đường lên: Điểm đo là tại đầu card thu/phát

Đơn vị là dBm hoặc Oát (W), Rxlev trong khoảng từ -110 dBm (nghĩa là sóng rất yếu) tới -47 dBm (sóng rất khoẻ). Ở trong nhà, mức thu tối thiểu phải đạt >= -90 dBm mới được xem như là có sóng.

1.3. Thuật ngữ trong Vô tuyến di động 3G

1.3.1. Nhóm thuật ngữ chung

1.3.1.1. Voice Traffic (Lưu lượng thoại)

Tương tự như voice traffic trong 2G.

Phương pháp tính: Thống kê trên hệ thống.

Đơn vị tính: Erl

1.3.1.2. VC Traffic (lưu lượng Video Call)

Là lưu lượng khi thực hiện cuộc gọi thấy hình ở mạng 3G truyền trên kênh CS

Phương pháp tính: Thống kê trên hệ thống

Đơn vị tính: Erl

1.3.1.3. PS Traffic (lưu lượng data)

Là lưu lượng dữ liệu data (dữ liệu) lớp RLC ở cả đường lên và đường xuống trong

3G.

Phương pháp tính: Thống kê trên hệ thống.

Đơn vị tính: MB

1.3.1.4. DL Load (Tương tự TU trong 2G).

Là hiệu suất sử dụng công suất của cell (đường xuống).

Phương pháp tính: Thống kê trên hệ thống.

Đơn vị tính: %

1.3.1.5. HSDPA Throughput (High Speed Downlink Packet Access Throughput)

Là thông lượng của dịch vụ HSDPA (truy nhập gói đường xuống tốc độ cao). Hiện nay tốc độ HSDPA của Viettel lên tới 7,2Mbps.

Phương pháp tính: Tính thông lượng đường xuống của dịch vụ HSDPA của 1 cell.

Đơn vị tính: bps hoặc kbps hoặc Mbps.

1.3.1.6. HSUPA Throughput (High Speed Uplink Packet Access Throughput)

Là thông lượng của dịch vụ HSUPA (truy nhập gói đường lên tốc độ cao). Tốc độ upload có thể lên tới 5,76 Mbps.

Phương pháp tính: Tính thông lượng đường lên của dịch vụ HSUPA của 1 cell.

Đơn vị tính: bps hoặc kbps hoặc Mbps

1.3.2. Nhóm thuật ngữ liên quan đến chất lượng mạng vô tuyến 3G

1.3.2.1. P1SR (tương tự PSR trong 2G)

Là tỷ lệ tìm gọi thuê bao (paging) loại 1 thành công

Công thức tính:

P1SR = (tổng số trả lời paging loại 1/tổng số paging loại 1 gửi đi từ RNC)*100

Đơn vị: %

1.3.2.2. RAB CR (tương tự TCR trong 2G)

Là tỷ lệ nghẽn thiết lập dịch vụ do thiếu tài nguyên (kênh)

Công thức tính:

RAB CR = (tổng số cuộc gọi bị từ chối do hết tài nguyên / tổng số cuộc gọi được yêu cầu thiết lập)*100

Đơn vị tính: %

1.3.2.3. CSSR (tương tự CSSR trong 2G)

Là tỷ lệ thiết lập dịch vụ thành công

Công thức tính:

CSSR = (số RRC thiết lập thành công [service]/số RRC yêu cầu thiết lập [service])*(số RAB thiết lập thành công/số RAB yêu cầu thiết lập)* 100.

Đơn vị: %

1.3.2.4. CS CDR (tỷ lệ rớt cuộc gọi trên kênh CS (thoại) – tương tự CDR trong 2G)

Đây là tỷ lệ được tính cho tín hiệu thoại.

Công thức tính:

CS CDR = (tổng số cuộc gọi bị giải phóng bất thường/tổng số giải phóng cuộc gọi)*100

Đơn vị tính: %

1.3.2.5. PS CDR (tỷ lệ rớt cuộc gọi trên kênh PS (data)

Là tỷ lệ tính cho data.

Công thức tính:

PS CDR = (tổng số lần PS bị giải phóng bất thường/tổng số lần giải phóng PS)*100

Đơn vị tính: %

1.3.2.6. SHOSR (Soft Handover Success Rate – tỷ lệ thành công chuyển giao mềm)

Công thức tính:

SHORS = (tổng Active Set Update thành công/tổng số yêu cầu Active Set Update)*100

Đơn vị tính: %

1.3.2.7. HHOSR (Là tỷ lệ chuyển giao cứng thành công – tương tự HOSR trong 2G)

Công thức tính:

HHOSR = {(số Intra -freq Hard HO + số Inter-freq HO thành công)/(số yêu cầu Intra-freq Hard HO + số yêu cầu Inter-freq HO)}*100

Đơn vị tính: %

Ghi chú:

Intra-freq Hard HO nghĩa là: Chuyển giao cứng nội tần.

Inter-freq HO: Chuyển giao liên tần.

1.3.2.8. CS InRAT HOSR (tương tự CS InRAT HOSR trong 2G)

Là tỷ lệ thành công chuyển giao 2G ↔ 3G cho tín hiệu thoại.

Công thức tính:

CS InterRAT HOSR = (tổng số Inter RAT Outgoing Handover thành công.tổng số yêu cầu Inter RAT Outgoing Handover)*100

Đơn vị tính: %

1.3.2.9. PS InRAT HOSR (tương tự PS InRAT HOSR trong 2G)

Là tỷ lệ thành công chuyển giao 2G ↔ 3G cho data.

Công thức tính:

PS InterRAT HOSR = (tổng số Inter RAT Outgoing Handover thành công/tổng số yêu cầu Inter RAT Outgoing Handover)*100

Đơn vị tính: %

Chú thích:

P1SR: Giống PSR trong 2G, là quá trình tìm gọi thuê bao khi thuê bao không chiếm kênh riêng (DCH).
CSSR: CSSR được tính từ tỉ lệ thiết lập RRC thành công * tỉ lệ thiết lập

RAB thành công, trong đó: RRC (Radio Resource Control – điều khiển tài nguyên vô tuyến) mang thông tin báo hiệu của lớp Core và thông tin điều khiển của hệ thống (lớp 3), gần giống nhiệm vụ của kênh SDCCH trong 2G; RAB (Radio Access Bearer) là tài nguyên cấp cho các dịch vụ, gần giống nhiệm vụ của TCH trong 2G. Tuy nhiên, cơ chế cấp phát và mapping sang kênh vật lý là khác nhau.

II. Thuật ngữ thường dùng trong mạng ADSL

2.1. ADSL (Asymmetric Digital Subcriber Line – đường thuê bao số bất đối xứng)

Là một dạng trong DSL, ADSL cung cấp một phương thức truyền dữ liệu với băng thông rộng so với phương thức truy nhập qua đường dây điện thoại truyền thống theo phương thức quay số (dial-up).

ADSL có tốc độ tải xuống (download) cao hơn tốc độ tải lên (upload) nên gọi là bất đối xứng (Ví dụ: Tốc độ download/upload tối đa của gói Home N+ hiện nay là 3072/512 Kbps. Ta thấy tốc độ download là 3072 Kbps lớn hơn tốc độ upload là 512 Kbps).

2.2. DSLAM (Digital Subcriber Line Access Multiplexer)

Là thiết bị của nhà cung cấp dịch vụ Internet để kết nối với khách hàng sử dụng dịch vụ ADSL. Đây là thiết bị tập trung các đường dây thuê bao kỹ thuật số truy nhập đa thành phần. Thiết bị này cung cấp nhiều loại truy nhập dịch vụ khác nhau như: Internet tốc độ cao xDSL, VoD, video multicasting, E-commerce…

2.3. Site Router

Đây là thiết bị trong mạng Metro Ethernet- một mạng mới của Viettel có chức năng tập trung lưu lượng từ NodeB, DSLAM.

2.4. BRAS (Broadband Access Sever – server truy nhập băng rộng)

Là thiết bị quản lý người dùng, điều khiển tính cước, quản lý địa chỉ (MAC, IP), điều khiển dịch vụ và quản lý bảo mật …

2.5. Switch layer 2 & Switch layer 3

Switch layer 2: Là một thiết bị chuyển mạch hoạt động ở lớp 2 (trong mô hình tham chiếu OSI). Nó dựa vào địa chỉ MAC trong bảng nhớ bộ đệm để chuyển thông tin tin từ cổng này sang cổng khác.
Swith layer 3: Hoạt động tương tự như switch layer 2 nhưng dựa trên địa chỉ IP để đưa ra quyết định.

2.6. Thời lượng gián đoạn thông tin mạng A/P (TF)

Là tổng thời gian thuê bao bị gián đoạn dịch vụ trong ngày (kể từ 17^h ngày hôm trước đến 17^h ngày hôm sau):

Đối với mạng ADSL: Do lỗi phần mạng truy nhập từ DSLAM tới mạng Core gây ra.
Đối với mạng PSTN: Do lỗi phần mạng truy nhập từ DLU, TF được tính cho các sự cố trong ngày (đối với các sự cố xảy ra ngày hôm trước, kết thúc vào ngày hôm sau thì TF được tính cho ngày hôm sau).

Đơn vị tính: User*h.

2.7. Sự cố đường dây thuê bao

Là sự cố xảy ra trong ngày ở mạng ngoại vi của nhà cung cấp.

2.8. Thời gian thiết lập dịch vụ

Thời gian thiết lập dịch vụ được tính từ lúc DNCCDV và khách hàng ký hợp đồng cung cấp dịch vụ (truy nhập Internet ADSL) cho tới khi khách hàng có thể sử dụng được dịch vụ này.

Chỉ tiêu:

Thời gian thiết lập dịch vụ trong 2 ngày: ≥ 90%.

Thời gian thiết lập dịch vụ trong 3 ngày: = 100%.

2.9. Tỷ lệ hoàn thành sửa chữa lỗi

Thời gian sửa chữa lỗi dịch vụ được tính từ lúc DNCCDV nhận được phản ánh của khách hàng tới Call Center đến lúc DNCCDV khắc phục xong lỗi dịch vụ và khách hàng sử dụng dịch vụ bình thường.

Chỉ tiêu: Thời gian sửa 6h, tỉ lệ hoàn thành khắc phục lỗi dịch vụ 95%.

2.10. FTTx – Fiber To The x

Đây là các dịch vụ truyền dẫn cáp quang đến tận thuê bao khách hàng. Với FTTx, nhà cung cấp có thể đưa ra những dịch vụ băng rộng, tốc độ cao. Một số dịch vụ FTTx như: FTTH (Fiber To The Home), FTTO (Fiber To The Office), …

2.11. Office WAN

Đây là dịch vụ cung cấp khả năng kết nối các mạng chi nhánh của một doanh nghiệp với nhau thành mạng nội bộ.

2.12. Leasedline Internet, leasedline kênh trắng

Là dịch vụ cho thuê kênh riêng, băng thông kết nối của khách hàng được đảm bảo không bị chia sẻ với các thuê bao khác.

Leasedline Internet là kênh dùng truy nhập Internet còn Leasedline kênh trắng là truyền dữ liệu theo ý người dùng.

III. Thuật ngữ thường dùng trong mạng truyền dẫn

3.1. SDH (Synchronous Digital Hierarchy – phân cấp số đồng bộ)

Đây là một chuẩn quốc tế về truyền dẫn đồng bộ tốc độ cao cho các mạng viễn thông quang. SDH có một số đặc điểm sau:

Tiêu chuẩn hóa cao toàn mạng về giao diện, nốii chéo số và đầu cuối tập trung nên dễ lắp đặt và bảo dưỡng.
Khả năng tách/ghép “tải thành phần” từ “các tín hiệu toàn thể” dễ dàng, trực tiếp.

Mạng đồng bộ tốc độ cao có khả năng chuyển tải hiệu quả và mềm dẻo các dịch vụ băng rộng.
Có các cấp tốc độ STM-1, STM-4, STM-16, STM-64

3.2. DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing – ghép kênh theo bước sóng mật độ cao)

Đây là kỹ thuật cho phép các tín hiệu quang ở các bước sóng khác nhau có thể cùng ghép vào sợi quang ở phía phát nhờ bộ ghép kênh. Và tín hiệu ghép này sẽ truyền dọc theo sợi quang để tới phía thu. Tại phía thu, luồng tín hiệu này sẽ qua bộ tách bước sóng để thu được các bước sóng riêng rẽ. Mỗi bước sóng hỗ trợ đến 10Gb/s.

3.3. Luồng E1.

Đây là luồng truyền dẫn được ghép từ 32 luồng PCM 64Kb/s. E1 có tốc độ 2Mb/s.

3.4. Luồng STM-1 (Synchronous Transport Module level-1)

STM-1 là một chuẩn truyền dẫn cáp quang SDH theo ITU. Một luồng STM-1 có tốc độ 155,52 Mb/s.

3.5. Luồng STM-n (n = 4, 16, 64)

Là luồng Truyền dẫn quang có tốc độ n x 155 Mbit/s.

3.6. Thời lượng gián đoạn thông tin (T_F)

T_F là tổng thời gian gián đoạn của các luồng dịch vụ đang hoạt động quy đổi về đơn vị cơ bản E1 trong ngày, tuần, tháng theo từng cấp mạng khác nhau (trục quốc gia, liên tỉnh, nội hạt, toàn mạng). Đơn vị tính của T_F là E1*h. Với:

Trục quốc gia: gồm đường trục Bắc Nam và các đường trục kết nối đi quốc tế.

Trục liên tỉnh, Core HNI, DNG, HCM: Bao gồm các kết nối liên tỉnh và Core nội hạt các thành phố lớn (Hà Nội, TP.HCM và Đà Nẵng).
Chỉ tiêu: Cấp toàn mạng là ≤ 30 E1*h/ngày

3.7. Thời gian xử lý sự cố

Thời gian xử lý sự cố trung bình T_xltb là thời gian xử lý trung bình của các loại sự cố trong tháng.

Chỉ tiêu: T_xltb £ 3,5h.

3.8. Vu hồi mạng truyền dẫn

Thông thường, truyền dẫn từ điểm A đến điểm B có thể đi theo nhiều hướng. Khi mạng hoạt động bình thường, truyền dẫn từ A đến B đi trên một đường đã được thiết lập – gọi là đường chính. Khi sự cố xảy ra, đường chính bị đứt thì truyền dẫn từ A đến B vẫn không bị gián đoạn bằng cách: Truyền qua một đường khác gọi là đường vu hồi bảo vệ.

Quy định ưu tiên vu hồi như sau:

Mỗi trạm BTS, node B khi phát sóng phải tính phương án vu hồi bảo vệ.

Các tuyến, Node Hub có ≥ 5 luồng BTS hoặc ≥10 E1 cần ưu tiên vu hồi trước. Chỉ tiêu: Vu hồi ≥ 90%.

3.9. Nháy luồng (NL)

Nháy luồng là các sự cố gián đoạn trong thời gian rất ngắn (dưới 1 phút) do các nguyên nhân như bắn luồng kém, mưa (chập chờn luồng viba)…

NL là số lần nháy luồng của 1 trạm BTS trong thời gian 1 tháng.

Nháy luồng là việc mất luồng E1 của 1 trạm BTS trong thời gian ≤ 1 phút.

Đơn vị tính: Lần/tháng/trạm.

TT	Trạm	Chỉ tiêu

1	Trạm Quang	NL ≤ 8 lần nháy/tháng/trạm.

2	Trạm Viba	NL ≤ 9 lần nháy/tháng/trạm.

3	Trạm VSAT	NL ≤ 30 lần nháy/tháng/trạm.

IV. Các đơn vị đo lường trong viễn thông

4.1. dB – Decibel

Là một đơn vị thường dùng để chỉ độ lớn của công suất hay cường độ tín hiệu.

Ví dụ: Đổi công suất từ đơn vị W sang dB được thực hiện theo công thức sau:

P_(dB) = 10lg(P_(W))

Chú ý: Trong hệ thống thông tin di động, người ta thường dùng đơn vị dBm

4.2. dB_i – Decibel (isotropic)

Là công suất dB của một nguồn đẳng hướng. Trong thông tin di động, dB_i dùng để chỉ độ lợi (gain) của anten.

4.3. bps – bit per second (bit/s)

Là một đơn vị cơ bản để đo tốc độ truyền dữ liệu. Đây chính là số bit dữ liệu được truyền trong 1 giây trên kênh truyền.

Một số đơn vị đo tốc độ khách như: Bps (byte per second, 1 byte = 8 bit), Kbps (kilobit per second), Mbps (Megabit per second) …

CHƯƠNG II. TỔNG QUAN VIỄN THÔNG VIETTEL

I. Mạng di động Viettel

1. Sơ đồ cấu trúc mạng di động Viettel

Mạng di động của Viettel có thể chia làm 4 lớp sau:

Lớp người dùng: Gồm thiết bị đầu cuối người dùng, thiết bị di động…

Lớp truy nhập: Gồm các trạm BTS, BSC (2G), NodeB, RNC (3G).

Lớp lõi: Gồm có khối chuyển mạch MSC+MGW (media gateway), các nút hỗ trợ GPSR (SGSN, GGSN), HLR, STP…
Lớp ứng dụng: Các chương trình ứng dụng trên mạng di động như OCS, SMS, MCA, BGM…

Sơ đồ cấu trúc mạng di động Viettel được thể hiện sơ lược qua mô hình cấu trúc dạng lớp sau:

Hình 2.1 – Mạng di động Viettel.

2. Chức năng của các thành phần trong mạng di động Viettel

Trong phần này trình bày chức năng của một số thành phần chính trong mạng di động Viettel:

2.1. Lớp người dùng

Thiết bị di động và đầu cuối người dùng

ME (mạng 2G): Đây là máy điện thoại di động, kết nối với BTS qua giao diện Um.

UE (mạng 3G): Đây không chỉ là điện thoại di động mà còn có thể là các thiết bị đầu cuối truy nhập internet như modem (Dcom 3G, homegateway), kết nối với NodeB qua giao diện Uu.

2.2. Lớp truy nhập

2.2.1. BTS (mạng 2G)

Chức năng: BTS thực hiện nhiều chức năng như: Thu phát vô tuyến, ánh xạ kênh logic vào kênh vật lý, mã hóa/giải mã…
Kết nối với BSC qua giao diện Abis.

Tần số sử dụng: 900MHz hoặc 1800MHz.

2.2.2. BSC

Là khối chức năng điều khiển, giám sát các BTS, quản lý tài nguyên vô tuyến trong hệ thống, thực hiện một số chức năng như:

Quản lý một số trạm BTS.

Quản lý mạng vô tuyến: Xử lý các bản tin báo hiệu, điều khiển….

Quản lý kênh vô tuyến: Ấn định, khởi tạo, giải phóng kênh vô tuyến.

Quản lý chuyển giao.

Tập trung lưu lượng.

Kết nối với MSC qua giao diện A, sử dụng giao thức BSSAP cho dịch vụ thoại. BTS kết nối đến SGSN qua giao diện Gb cho dịch vụ data.

2.2.3. NodeB (mạng 3G)

Chức năng: NodeB thực hiện một số chức năng như: Quản lý tài nguyên vô tuyến, điều khiên công suất sao cho tín hiệu nhận được từ các đầu cuối người dùng là tương đương…

Kết nối với RNC qua giao diện Iu bằng mạng Metro Ethernet hoặc IP trên SDH.

Tần số: 2110 – 2170 MHz.

2.2.4. RNC

RNC thực hiện một số các chức năng sau:

Quản lý một số NodeB và điều khiển các tài nguyên của chúng như: Cấp phát, giải phóng kênh, cấp phát tài nguyên.
Một nhiệm vụ quan trọng nữa của RNC là bảo vệ sự bí mật và toàn vẹn. Sau thủ tục nhận thực và thỏa thuận khóa, các khóa bảo mật và toàn vẹn được đặt vào RNC.

RNC kết nối với nhau qua giao diện Iub. RNC được nối đến lớp lõi bằng hai kết nối, một kết nối tới MGW – MSC Server bằng giao diện Iu-CS (luồng thoại) và một kết nối đến SGSN bằng giao diện Iu-PS (luồng data).

2.3. Lớp lõi

2.3.1. MSC (MGW + MSC Server)

MSC có trách nhiệm kết nối và giám sát cuộc gọi đến MS và từ MS đi. Có nhiều chức năng được thực hiện trong MSC như:

Quản lý di động.

Quản lý chuyển giao.

Xử lý cuộc gọi.

Xử lý tính cước.

Tương tác mạng (IWF – Internet Working Functions): G-MSC

Các MSC có giao diện kết nối với các BSC, RNC qua các luồng STM1 hoặc các luồng GE (IP), Giao diện báo hiệu của MSC với BSC sử dụng giao thức BSSAP. Giao diện kết nối MSC với các thành phần mạng core khác như MSC khác, STP, HLR, GMSC… bằng các giao diện IP trên mạng MPBN, các giao thức sử dụng gồm SCCP, ISUP, MAP, CAP của báo hiệu số 7.

2.3.2. SGSN

Là nút chính trong miền chuyển mạch gói, chịu trách nhiệm cho tất cả các kết nối PS của tất cả các thuê bao. SGSN chứa thông tin đăng ký thuê bao và thông tin vị trí thuê bao. Kết nối đến BSC qua giao diện Iu- CS dành cho thoại, kết nối đến RNC qua giao diện Iu-PS, kết nối với HLR/Auc qua giao diện Gr (sử dụng báo hiệu MAP) và kết nối với GGSN qua giao diện Gn+.

2.3.3. GGSN

Là một nút cổng dữ liệu giữa mạng PS kết nối với mạng internet, các dữ liệu truyền từ thuê bao ra mạng ngoài đều qua GGSN. GGSN cũng chứa thông tin đăng ký và thông tin vị trí thuê bao. Giao diện kết nối đến mạng internet qua router P của mạng Internet.

2.3.4. GMSC

Là MSC có chức năng cổng để nối ra các mạng ngoài như PSTN.

Tổng đài GMSC có giao diện kết nối với ngoại mạng cho cả di động và cố định qua giao diện kết nối là các STM1. Các giao diện này sử dụng ISUP báo hiệu số 7.

GMSC kết nối tới MSC sử dụng giao thức báo hiệu như: MAP, ISUP, kết nối đến HLR/Auc sử dụng giao thức báo hiệu MAP, kết nối tới tổng đài quốc tế IGW.

2.3.5. HLR/AuC

Là cơ sở dữ liệu thông tin về thuê bao và nhận thực thuê bao. HLR/AuC kết nối đến GMSC qua giao diện C (dùng báo hiện MAP). Ngoài ra, HLR còn kết nối đến VLR (Vistor Location Register – Bộ ghi định vị khách) qua giao diện D (sử dụng báo hiệu MAP). HLR/AuC lưu giữ các thông tin như:

Các số nhận dạng IMSI, MSISDN.

Các mã khóa các nhân K_i.

Các thông tin về thuê bao.

Danh sách các dịch vụ mà MS được/hạn chế sử dụng.

Số hiệu VLR đang phục vụ MS.

2.3.6. STP (Signaling Tranfer Point – Điểm trung chuyển báo hiệu)

Chức năng chính của STP là chuyển tiếp các bản tin báo hiệu (hay chức năng định tuyến báo hiệu). STP là một bộ chuyển mạch gói hoạt động như một hub gửi các bản tin báo hiệu tới các STP, SCP hay SSP khác. STP định tuyến các bản tin thông qua việc kiểm tra thông tin định tuyến được gắn kèm với mỗi bản tin báo hiệu và gửi chúng tới điểm báo hiệu cần thiết. Thay vì các node mạng lõi đấu nối báo hiệu trực tiếp với nhau tạo ra một mạng mesh phức tạp, STP sẽ đóng vai trò node trung tâm trong mạng báo hiệu, quản lý mạng báo hiệu trong sáng hơn.

*) Mạng CS cho các cuộc gọi về thoại: UEà NodeB à RNC à MSC server à …

*) Mạng PS cho các cuộc gọi về data: UEà NodeB à RNC à SGSN à GGSN à Mạng internet.

2.4. Lớp ứng dụng

Thực hiện chức năng là giao diện kết nối giữa các mạng khác nhau, cung cấp các dịch vụ trên nền di động như: OCS, MCA, BGM, CRBT…

OCS: Hệ thống tính cước thuê bao trả trước.

SMSC: Hệ thống tin nhắn.

MCA (Misscall Alert System): Hệ thống cảnh báo cuộc gọi nhỡ.

BGM (Background Music): Hệ thống nhạc nền.

CRBT (Colour Ringback Tone): Hệ thống nhạc chuông chờ.

IV. Mạng truyền dẫn Viettel

1. Sơ đồ cấu trúc mạng truyền dẫn của Viettel

Sơ đồ mạng truyền dẫn Viettel được cho như hình sau:

Hình 2.4 – Mạng truyền dẫn Viettel

2. Chức năng của các thành phần trong mạng truyền dẫn.

Mạng truyền dẫn là hạ tầng truyền tải thông tin cho các mạng viễ thông khác như: Mạng IP, A/P/F, Mobile … Nó cung cấp các đường kết nối từ BTS – BSC, NodeB – RNC, DSLAM – Site Router, giữa các core vùng về trung tâm, giữa các khu vực với nhau…

Mạng truyền dẫn của Viettel cung cấp các kênh: E1 (2Mbps), E3 (45 Mbps), STM-

(155,52 Mbps), STM-4 (622 Mbps = 4 x STM-1), STM-16 (2,5 Gbps = 4xSTM-4); các kênh Fast Ethernet (2,4,6,8…100 Mbps).

Mạng truyền dẫn của Viettel được chia làm 4 lớp:

Lớp trục quốc gia (National Backbone Layer).

Lớp lõi hay còn gọi là lớp liên tỉnh (Core Layer).

Lớp hội tụ hay còn gọi là lớp nội tỉnh (Convergence Layer).

Lớp truy nhập (Access Layer).

2.1. Lớp trục quốc gia

Công nghệ: DWDM dung lượng cao

Dung lượng: N x STM-64.

Độ phủ: Đường trục Bắc – Nam (HNI – HCM), các vòng ring quốc tế.

Độ dài: Từ SLA đến CTO.

Chức năng: Kết nối lưu lượng các vùng miền, truyền tải dịch vụ Bắc – Nam, kết nối các hướng đi Quốc tế.

2.2. Lớp lõi (lớp liên tỉnh).

Công nghệ: Quy hoạch sử dụng công nghệ DWDM.

Dung lượng: 400 Gbps (hiện tại chỉ dùng 50 Gbps).

Độ phủ: Nội hạt các thành phố lớn (HNI, DNG, HCM), các vòng ring liên tỉnh.

Cơ chế bảo vệ: MSP Ring, SNCP.

Quy hoạch mức bảo vệ: 1+3.

Chức năng: Tập trung lưu lượng dịch vụ ở các Tỉnh, chuyển tải về các trung tâm dịch vụ tại các thành phố Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh.

2.3. Lớp hội tụ (lớp nội tỉnh)

Công nghệ: SDH.

Dung lượng: STM-16 trở lên.

Độ phủ: Nội hạt các thành phố, các tuyến liên huyện, thị xã.

Cơ chế bảo vệ: PSP Ring, SNCP.

Mức bảo vệ: 1+1.

Chức năng: Kết nối lớp lõi và lớp truy nhập, chuyển tải lưu lượng dịch vụ tử lớp truy nhập lên lớp lõi.

2.4. Lớp access

Công nghệ: SDH.

Dung lượng: STM-1, STM-4.

Cơ chế bảo vệ: PP, SNCP.

Chức năng: Là lớp trực tiếp kết nối với các node access của các mạng dịch vụ (BTS/NodeB, DSLAM, PSTN, khách hàng thuê kênh…)

III. Mạng Viettel Internet

1. Sơ đồ cấu trúc mạng Viettel Internet

Mạng Internet của Viettel được mô tả dưới dạng phân lớp như sau:

Hình 2.3 – Mạng Viettel Internet

2. Chức năng của các thành phần trong mạng Internet

DSLAM: Tập trung dữ liệu của các thuê bao

Site Router:

Kết nối đến DSLAM, NodeB, các khách hàng dịch cáp quang và chuyển dữ liệu từ các thành phần đó lên mạng lõi.

Dùng công nghệ: MPLS, BGP.

Core xã, Core huyện, Core tỉnh, Core khu vực:

Tập trung lưu lượng từ lớp dưới và chuyển lên lớp trên.

Định tuyến dữ liệu.

Router P: Dùng để chuyển mạch nhanh giữa các vùng, các khu vực; kết nối sang phần chuyển mạch gói của lớp Core di động
BRAS: Dùng để quản lý địa chỉ, tính cước, điều khiển bảo mật…

II. Mạng Viettel PSTN

1. Sơ đồ cấu trúc mạng Viettel PSTN.

Hình 2.2 – Mạng PSTN Viettel

Chú ý: Tại các tỉnh còn lại, do dung lượng cũng như số lượng thuê bao thấp nên thành phần Host sẽ kiêm chức năng quản lý thuê bao và trung chuyển lưu lượng.

2. Chức năng của các thành phần trong mạng PSTN.

DLU: Dùng để tập trung lưu lượng các thuê bao.

Host: Là một dạng tổng đài trung chuyển lưu lượng trong nội tỉnh.

Tandem: Dùng để chuyển lưu lượng của các thuê bao liên tỉnh. Với các tỉnh trừ HNI và HCM, Tadem cũng dùng để trung chuyển lưu lượng trong nội tỉnh.
TOLL: Dùng để chuyển lưu lượng giữa các khu vực như từ HNI đến DNG.

Sơ đồ kết nối tổng thể mạng viễn thông Viettel theo cấu trúc phân lớp

1. Sơ đồ kết nối

Phía trên, các phần đã trình bày từng mạng riêng biệt của Viettel. Sau đây là sơ đồ tổng thể mạng viễn thông của Viettel, sơ đồ này sẽ cho người đọc thế sự liên kết giữa các mạng với nhau:

Hình 2.5 – Tổng thể mạng viễn thông Viettel

2. Một số luồng lưu lượng

2.1. Di động Viettel ↔ Cố định Viettel

Trường hợp cùng khu vực: Di động ↔ BTS/NodeB ↔ MSC ↔ GMSC ↔ TOLL ↔Tadem ↔ Host ↔ Cố định.
Trường hợp khác khu vực: Di động ↔ BTS/NodeB ↔ MSC ↔ GMSC(1) ↔ TOLL(1) ↔TOLL(2) ↔ Tadem(2) ↔ Host(2) ↔ Cố định.

2.2. Di động Viettel ↔ Homephone Viettel

Trường hợp cùng khu vực:

Trường hợp cùng MSC: Di động ↔ BTS ↔ BSC ↔ MSC ↔ BSC ↔ BTS ↔ Homephone.
Trường hợp khác MSC:

Tổng đài chuyển mạch mềm sử dụng công nghệ IP: Di động ↔ BTS ↔ BSC ↔ MSS ↔ MSS# ↔BSC ↔ BTS ↔ Homephone.

Tổng đài chuyển mạch mềm sử dụng công nghệ TDM: Di động ↔ BTS ↔ BSC ↔ MSC ↔ GMSC ↔ MSC# ↔ BSC ↔ BTS ↔ Homephone.

2.3. Di động Viettel ↔ Di động mạng khác

Di động Viettel ↔ BTS ↔ BSC ↔ MSC ↔ GMSC Viettel ↔ GMSC mạng khác

MSC ↔ BSC ↔ BTS ↔ Di động mạng khác.

2.4. Di động Viettel ↔ Cố định mạng khác

Di động Viettel ↔ BTS ↔ BSC ↔ MSC ↔ GMSC Viettel ↔ TOLL Viettel ↔ TOLL mạng khác ↔ Tadem ↔ Host ↔ Cố định mạng khác.

2.5. Cố định Viettel ↔ Cố định mạng khác

Cố định Viettel ↔ Host ↔ Tadem ↔ TOLL Viettel ↔ TOLL mạng khác ↔ Tadem ↔ Host ↔ Cố định mạng khác

2.6. Từ thuê bao di động 3G truy nhập internet

Di động ↔ NodeB ↔ RNC ↔ SGSN ↔ GGSN ↔ Internet

Phụ lục – Từ viết tắt

Từ viết tắt	Nghĩa

HNI	Hà Nội

HCM	Thành phố Hồ Chí Minh

DNG	Đà Nẵng

A/P	ADSL/PSTN

DNCCDV	Doanh nghiệp cung cấp dịch vụ

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

Tải Xuống Tại Đây

June 20, 2019

Định hướng Cấu trúc mạng thế hệ mới mạng viễn thông của VNPT
Định hướng Cấu trúc mạng thế hệ mới mạng viễn thông của VNPT

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Đề thi thử THPT Quốc gia môn Tiếng Anh (năm học 2015-2016) Mã đề thi 21

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/06/%C4%90%E1%BB%8Bnh-h%C6%B0%E1%BB%9Bng-C%E1%BA%A5u-tr%C3%BAc-m%E1%BA%A1ng-th%E1%BA%BF-h%E1%BB%87-m%E1%BB%9Bi-m%E1%BA%A1ng-vi%E1%BB%85n-th%C3%B4ng-c%E1%BB%A7a-VNPT.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Định hướng Cấu trúc mạng thế hệ mới mạng viễn thông của VNPT

Định hướng Cấu trúc mạng thế hệ mới mạng viễn thông của VNPT Giai đoạn 2001-2010

1. Quan điểm chung :

Cấu trúc mạng viễn thông theo định hướng NGN của VNPT được xây dựng nhằm thoả mãn các yêu cầu sau đây:
- Đáp ứng nhu cầu cung cấp các dịch vụ viễn thông hiện nay và các loại dịch vụ viễn thông thế hệ mới bao gồm: ATM, IP, FR, X25, CE, Voice, LAN, giai đoạn trước mắt đáp ứng các nhu cầu IP truy cập internet tốc độ tăng dần VoIP
- Mạng có cấu trúc đơn giản :
- Giảm tối đa số cấp chuyển mạch và chuyển tiếp truyền dẫn.
- Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phí khai thác và bảo dưỡng.
- Độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh:
– Tiến tới tích hợp mạng thoại và số liệu trên mạng đường trục băng rông.
- Cấu trúc mạng phải có độ linh hoạt cao, đảm bảo an tàon mạng lưới và chất lượng dịch vụ
- Dễ dàng mở rộng dung lượng, triển khai dịch vụ mới.
- Việc thay đổi cấu trúc mạng hiện tại được tiến hành từng bước theo điều kiện thực tế cho phép. Tận dụng tối đa các thiết bị trên mạng ISDN,PSTN hiện có để phát triển dịch vụ N-ISDN, đáp ứng nhu cầu dịch vụ Internet, các dịch vụ IP khác, ATM, FR, … trên cơ sở nâng cấp các Node mạng hiện có nếu công nghệ cho phép và giá cả hợp lý hoặc trang bị các node mạng Multiservice mới
- Triển khai và hoàn thiện hệ thống quản lý mạng, quản lý dịch vụ.
- Tăng cường khả năng cạnh tranh trong môi trường hội nhập và mở cửa.
2. Nguyên tắc tổ chức và cấu trúc mới mạng viễn thông của VNPT giai đoạn 2001-2010:

2.1. Nguyên tắc tổ chức :

Việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng mạng (hay vùng lưu lượng)

Mạng viễn thông tổng thể của VNPT được tổ chức thành 5 vùng lưu lượng như sau:
- Vùng lưu lượng 1 : Toàn bộ thuê bao của 27 tỉnh phía Bắc từ Hà giang đến Hà tĩnh (trừ Hà nội)
- Vùng lưu lượng 2 : Toàn bộ thuê bao khu vực Hà nội
- Vùng lưu lượng 3 : Toàn bộ thuê bao thuộc 14 tỉnh miền Trung và Tây nguyên từ Quảng bình đến Đăklăk
- Vùng lưu lượng 4 : Toàn bộ thuê bao Tp Hồ Chí Minh
- Vùng lưu lượng 5 : Toàn bộ thuê bao của 18 tỉnh thuộc đồng bằng Nam bộ và đồng bằng sông Cửu long.
Tổ chức mạng chuyển mạch và truyền dẫn cho Backbone của 5 vùng lưu lượng có cấu trúc 2 Plane: ATM/IP và TDM cho chuyển mạch, Ring cho truyền dẫn và kết nối Full Mesh cho từng Plane.

2.2. Cấu trúc :

2.2.1. Cấu trúc mạng PSTN
- Lớp chuyển tải bao gồm các tổng đài quốc tế, tổng đài chuyển tiếp, tổng đài nội hạt.
- Lớp truy nhập dịch vụ bao gồm phần thuê bao của Host, vệ tinh, thiết bị truy nhập.
2.2.2. Cấu trúc mạng NGN

Xét về cấu trúc vật lý, mạng viễn thông của VNPT được phân thành 2 lớp:
- Lớp lõi/ chuyển tải
- Lớp truy nhập
Cụ thể :

– Lớp lõi/ chuyển tải bao gồm truyền dẫn và chuyển mạch.

+ Các tuyến truyền dẫn liên vùng, các tuyến truyền dẫn trung kế kết nối các chuyển mạch vùng.

+ Các chuyển mạch cổng quốc tế (Gateway), các chuyển mạch chuyển tiếp liên vùng (Toll, Tandem), các chuyển mạch vùng.
- Lớp truy nhập bao gồm :
+ Vô tuyến (Wireless) : Thông tin di động, vi ba, truy nhập vô tuyến cố định

+ Hữu tuyến (Wire) : Các hệ thống truy nhập cáp đồng, cáp quang…

Xét về mặt chức năng, cấu trúc chức năng của mạng viễn thông của VNPT được phân thành 4 lớp :
- Lớp lõi/ chuyển tải
- Lớp truy nhập
- Lớp điều khiển kết nối và điều khiển dịch vụ
- Lớp quản lý .
2.2.3 Ghép nối mạng PSTN với NGN

Lớp chuyển tải gồm 3 phân lớp:
- Phân lớp các tổng đài cửa quốc tế: hình thành hai plane:
– Plane 1 là các tổng đài gateway TDM hiện tại.

– Plane 2 là các tổng đài gateway ATM/IP sẽ trang bị. Hai plane này kết nối các node trong vùng với nhau để linh hoạt tổ chức các hướng trung kế quốc tế.
- Phân lớp chuyển tải quốc gia: Bao gồm các tổng dài toll công nghệ TDM và các core switch node công nghệ ATM/IP của 5 vùng lưu lượng miền Bắc, miền trung, miền nam, Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh; chúng tạo ra 2 plane TDM và ATM/IP. Các node mạng trong cùng plane kết nối full mesh với nhau. Các node mạng ở 2 plane trong cùng vùng được kết nối với nhau. Các node chuyển mạch toll và core gọi là node chuyển mạch liên vùng.
- Dưới lớp core là lớp chuyển mạch biên ATM/IP bao gồm các node chuyển mạch nội vùng. Mỗi node chuyển mạch biên sẽ được kết nối ít nhất 2 node core liên vùng.
- Dưới lớp chuyển tải là lớp access. Lớp này bao gồm các tổng đài host, vệ tinh, truy nhập v5.2 hiện có và các node multiservice access và các node mạng của mạng truyền số liệu VDC hiện nay. Các ttongr đài host, vệ tinh có thể là loại PSTN-ISDN không nâng cấp (chỉ cung cấp các loại hình dịch vụ POST và N-ISDN như hiện có) và loại nâng cấp để cung cấp cả các laoij dịch vụ IP, ATM, LL cho vùng mạng có nhu cầu. Hệ thống các tổng đài HOST và vệ tinh cùng được kết nối với cả mạng PSTN và NGN của lớp chuyển tải.
Như vậy mọi loại hình dịch vụ POST, IP, ATM, LL đều được cung cấp trên cơ sở hệ thống tổng đài ISDN – PSTN hiện có và các node mạng access mới công nghệ ATM/IP.

3. Nguyên tắc tổ chức lớp mạng truyền dẫn:

Mạng truyền dẫn thế hệ mới phải được áp dụng công nghệ truyền dẫn tiên tiến, có cấu trúc đơn giản.

Cấu trúc mạng đảm bảo tính linh hoạt, độ sẵn sàng cao; có khả năng ứng cứu nhanh, kịp thời khi có sự cố; dễ dàng nâng cấp, mở rộng dung lượng và khiển khai dịch vụ.
- Mạng cần đảm bảo chất lượng truyền dẫn cho mọi loại hình dịch vụ
- Mạng cần có năng lực và độ an toàn cao
- Mạng cần đảm bảo tính kế thừa, tận dụng triệt để mạng truyền dẫn hiện có.
3.1. Mạng truyền dẫn backbone

3.1.1. Định hướng phát triển công nghệ
- Giai đoạn 1: Tiếp tục sử dụng công nghệ SDH kết hợp với công nghệ WDM. Tiến hành cải tạo, nâng cấp và mở rộng năng lực các hệ thống SDH hiện có để đáp ứng nhu cầu chuyển tải lưu lượng IP, ATM.
- Giai đoạn 2: Tiến hành xây dựng mạng chuyển tải dựa trên OTN (Optical Transport Networking) sử dụng phương thức IP/ATM/SDH/Optic.
3.1.2. Nguyên tắc tổ chức mạng truyền dẫn lớp chuyển tải

Mạng truyền dẫn lớp chuyển tải là mạng trung kế kết nối các tổng đài chuyển tiếp liên vùng ATM/IP lớp core với nhau, với mạng các gateway và kết nối các cặp tổng đài chuyển tiếp liên vùng lớp core với các tổng đài multiservice ATM/IP lớp biên trong vùng tương ứng theo cơ cấu 5 vùng lưu lượng. Ngoài ra mạng truyền dẫn lớp core còn kết nối 5 tổng đài toll công nghệ TDM hiện nay với nhau.

3.1.2.1. Mạng truyền dẫn lớp chuyển tải giai đoạn 2001-2005
- Mạng trung kế ghép nối các coreswitch lớp chuyển tải.
+ Nguyên tắc tổ chức mạng: Tiếp tục sử dụng công nghệ SDH và hoàn thiện nâng cấp các hệ thống truyền dẫn tới tốc độ STM-16. Nâng cấp hệ thống theo công nghệ WDM để đạt được tốc độ hệ thống 20Gbps.
- Mạng tiếp tục nâng cấp và xây dựng trên cơ sở tuyến trục Bắc-Nam trên quốc lộ 1 và đường dây 500KV hiện có. Việc nâng cấp mạng chuyển tải thông qua hoàn thiện các thiết bị ADM, DXC và TM nhờ bổ sung các Module xử lý lưu lượng kiểu gói để chuyển tải tín hiệu IP/ATM, tạo cơ sở tiến tới OTN cho NGN.
- Thiết kế, xây dựng tuyến cáp quang đường Hồ Chí Minh theo tiến độ xây dựng đường
- Chuẩn bị nâng cấp hệ thống sử dụng kỹ thuật WDM với số kênh quang 8 hoặc 16 bước sóng, tốc độ STM-16 mỗi kênh.
- Mạng có kết cấu 6 vòng Ring được kết nối với nhau bằng các thiết bị DXC, các địa phương có lưu lượng lớn đi qua được trang bị thiết bị xen rẽ ADM.
- Xây dựng vòng Ring thứ 6 từ TP.Hồ Chí Minh qua Mỹ Tho, Cần Thơ về TP.Hồ Chí Minh.
- Mạng trung kế ghép nối 5 tổng đài chuyển tiếp trên vùng (coreswitch) với mạng các tổng đài cửa quốc tế gateway và mạng 17 tổng đài chuyển tiếp vùng lớp biên (Multiservice Switch)
+ Nguyên tắc tổ chức mạng:

Mạng lưới trung kế kết nối các tổng đài ATM/IP lớp core và với 17 tổng đài multiservice theo cấu trúc Ring kết hợp kỹ thuật SDH và WDM bao gồm:
- Ring nối coreswitch chuyển tiếp trên vùng Hà Nội với 3 Multiservice lớp biên của mạng số liệu Hà Nội và VDC Hà Nội.
- Ring nối coreswitch chuyển tiếp liên vùng miền Bắc với các Multiservice Switch Hải Phòng, Quảng Ninh.
- Ring nối 5 core switch chuyển tiếp liên vùng với 3 tổng đài ATM/IP gateway 3 vùng (chuyển mạch lớp biên nhưng có kết nối trực tiếp với nhau)
- Ring kết nối coreswitch chuyển tiếp liên vùng Đà Nẵng với các Multiservice switch lớp biên của VDC Đà Nẵng, Bưu điện Đà Nẵng, Khánh Hoà, Thừa Thiên-Huế.
- Ring kết nối coreswitch chuyển tiếp liên vùng TP.Hồ Chí Minh với 3 multiservice vùng mạng TP.Hồ Chí Minh và VDC TP.Hồ Chí Minh.
- Kết nối coreswitch chuyển tiếp liên vùng vùng mạng miền Nam với các multiservice lớp biên của Đồng Nai, Bình Dương, Cần THơ, Bà Rịa-Vũng Tàu.
Các Ring nêu trên có thể kết hợp kết nối với các tổng đài HOST từ các tổng đài Toll lớp core.

3.1.2.2. Mạng truyền dẫn lớp chuyển tải giai đoạn 2006-2010
- Mạng trung kế ghép nối các core switch lớp chuyển tải với nhau
+ Nguyên tắc tổ chức mạng:
- Mạng tiếp tục được nâng cấp trên cơ sở tuyến trục quốc lộ 1A và tuyến dọc đường dây 500KV và tuyến cáp quang dọc đường Hồ Chí Minh theo hướng hoàn toàn quang “All-Optical”.
- Áp dụng kỹ thuật Loop WDM cho mạng chuyển tải SDH để tạo mạng OTN. Số kênh quang đủ và cân bằng tất cả các bước sóng tốc độ STM-16 cho mỗi kênh.
- Sáu vòng Ring được kết nối với nhau bằng thiết bị ODXC để thực hiện định tuyến luồng quang. Các địa bàn có lưu lượng lớn mà vòng Ring đi qua sẽ được trang bị các thiết bị xen rẽ OADM.
- Tuyến đường dây 500KV sẽ được chuyển sang cấu trúc dự phòng theo tuyến thẳng và kết nối qua ODXC.
- Mạng trung kế ghép nối các tổng đài ATM/IP lớp core và các tổng đài Multiservice lớp biên.
Giai đoạn 2006 tới 2010, mạng chuyển mạch chuyển tiếp liên vùng (các tổng đài core) có 2 mặt phẳng, mỗi mặt phẳng có 5 tổng đài xử lý và chuyển tiếp lưu lượng liên vùng cho 5 vùng lưu lượng. Từng cặp tổng đài ATM/IP liên

vùng sẽ được kết nối với các tổng đài Multiservice lớp biên chuyển tiếp vùng và các tổng đài ATM/IP cửa quốc tế thông qua các mạch vòng Ring như ở giai đoạn 2001-2005. Tuy vậy công nghệ và dung lượng các hệ thống mạch vòng truyền dẫn được mở rộng và nâng cấp phù hợp với nguyên tắc tổ chức mạng nêu trên.

4. Nguyên tắc Tổ chức mạng chuyển mạch:t

Dần dần hình thành 5 trung tâm chuyển mạch cho 5 vùng lưu lượng.

4.1. Mạng chuyển mạch quốc tế :

Tổ chức 3 trng tâm chuyển mạch quốc tế cho 5 vùng lưu lượng.
- Chức năng chuyển mạch các cuộc gọi quốc tế đi và đến do các tổng đài Gateway thực hiện.
- Hiện có 3 tổng đài quốc tế công nghệ TDM, sẽ trang bị thêm 3 tổng đài Gateway công nghệ ATM/IP cho 3 trung tâm để tạo thành 2 Plane mạng Gateway quốc tế.
- Các trung tâm chuyển mạch quốc tế bao gồm các tổng đài Gateway đặt tại 3 thành phố lớn là : Hà nội, Tp Hồ Chí Minh và Đà nẵng.
- Các tổng đài Gateway được nối với nhau theo dạng lưới nhằm định tuyến lưu lượng tràn qua các kênh quốc tế và đảm bảo an toàn mạng lưới. Khi một tổng đài quốc tế gateway bị sự cố, các tổng đài chuyển tiếp sẽ định tuyến lưu lượng sang tổng đài gateway khác theo sự điều hành của trung tâm quản lý mạng quốc gia.
- Lưu lượng quốc tế của các vùng lưu lượng phía Bắc và Hà nội được chuyển tiếp qua các tổng đài chuyển tiếp liên vùng tại hai vùng này và lên tổng đài Gateway Hà nội.
- Lưu lượng quốc tế của các vùng lưu lượng phía Nam và Tp Hồ Chí Minh được chuyển tiếp qua các tổng đài chuyển tiếp liên vùng tại hai vùng này và lên tổng đài Gateway Tp Hồ Chí Minh
- Lưu lượng quốc tế của các vùng lưu lượng miền Trung được chuyển tiếp qua các tổng đài chuyển tiếp liên vùng tại hai vùng này và lên tổng đài Gateway Đà nẵng.
Triển khai các Gateway ATM/IP sẽ được thực hiện vào giai đoạn 2003-2005.

4.1.1. Mạng chuyển mạch quốc tế giai đoạn 2001-2005

Giai đoạn 2001-2005 trang bị mới 3 tổng đài gatewaycông nghệ ATM/IP cho 3 trung tâm chuyển mạch quốc tế Hà Nội, Đà Nẵng và TP Hồ Chí Minh. Ba tổng đài này hình thành plane thứ hai cho mạng chuyển mạch gateway bên cạnh plane 1 tạo bởi ba tổng đài gateway công nghệ TDM hiện nay. Ba tổng đài gateway công nghệ ATM/IP hiện nay sẽ được coi là lớp biên của lớp chuyển tải.
- Cấu hình hệ thống:
- Chuyển mạch trung tâm từ 2 – 5 Gbps – Tối đa 160 Gbps.
- Có các giao diện kết nối E₁ với các tổng đài tooll và mạng quốc tế.
- Có các giao diện kết nối STM₁, E₃ với các cạc tổng đài chuyển mạch core-ATM/IP.
- Có các giao diện cung cấp các loại hình dịch vụ V₀ATM, V₀IP, leased IP và các loại hình dịch vụ ATM, IP khác.
- Kết nối:
- Ba tổng đài gateway ở mỗi plane được nối fuul mesh với nhau.
- Từng cặp tổng đài gateway ở mỗi trung tâm được kết nối trực tiếp với nhau.
- Ba tổng đài gateway công nghệ TDM được nối tới ít nhất hai tổng đài toll.
- Ba tổng đài Gateway công nghệ ATM/IP được kết nối tới 2 tổng đài ATM/IP lớp Core.
4.1.2.Mạng chuyển mạch quốc tế giai đoạn 2006-2010:

Giai đoạn 2006-2010 sẽ trang bị thêm 3 tổng đài Gateway công nghệ ATM/IP cho 3 trung tâm chuyển mạch quốc tế Hà nội, Đà nẵng, Tp HCM để tạo thành 2 Plane công nghệ ATM/IP cho mạng chuyển mạch quốc tế. Các tổng đài này có cấu hình ở lớp biên của lớp chuyển tải.

Cấu hình hệ thống :
- Chuyển mạch trung tâm từ 2 đến 5 Gb/s, tối đa 160 Gb/s
- Có các giao diện kết nối E1 với các tổng đài Toll hiện có
- Có các giao diện kết nối STM-1 tới các Node chuyển mạch Core ATM/IP
- Có các giao diện cung cấp các loại hình dịch vụ Leased IP,ATM,LAN,Video, Voice và các loại hình dịch vụ Leased Line khác
Kết nối :
- Ba tổng đài Gateway ở mỗi Plane được kết nối Full Mesh với nhau
- Từng cặp tổng đài Gateway ở mỗi trung tâm được kết nối trực tiếp với nhau
Mỗi tổng đài Gateway được kết nối với ít nhất 2 tổng đài lớp Core của lớp chuyển tải.

4.2. Nguyên tắc tổ chức mạng chuyển mạch chuyển tiếp liên vùng (lớp Core):

Tổ chức 5 trung tâm chuyển mạch liên vùng tương ứng với 5 vùng lưu lượng.

– Các chức năng chuyển mạch các cuộc gọi nội vùng do các Node chuyển mạch chuyển tiếp liên vùng thực hiện.

– Các trung tâm chuyển mạch chuyển tiếp liên vùng bao gồm các tổng đài chuyển tiếp liên vùng đặt tại 5 vùng lưu lượng là : Hà nội, khu vực phía Bắc, Tp Hồ Chí Minh, khu vực phía Nam và khu vực miền Trung.

– Các nút chuyển mạch quốc gia (chuyển tiếp liên vùng) được tổ chức theo từng cặp tổng đài và được chia thành hai mặt phẳng chuyển mạch.

4.2.1.Mạng chuyển mạch chuyển tiếp liên vùng (lớp Core của lớp chuyển tải) giai đoạn 2001-2005.

Giai đoạn 2001-2005 trang bị mới 5 tổng đài chuyển tiếp liên vùng công nghệ ATM/IP cho 5 vùng lưu lượng: Hà Nội (đặt tại Hà Nội), vùng mạng Miền Bắc (đặt tại Hà Nội), vùng mạng Miền Trung (đặt tại Đà Nẵng), vùng mạng Miền Nam (đặt tại TP.Hồ Chí Minh) và vùng mạng TP.Hồ Chí Minh (đặt tại TP.Hồ Chí Minh). Năm tổng đài này hình thành Plane thứ 2 của Core bên cạnh Plane thứ nhất bao gồm các tổng đài Toll công nghệ TDM hiện nay bao gồm tổng đài Toll AXE-10 của VNT cho vùng mạng Miền Bắc, tổng đài Local Tadem AXE10 của mạng Hà Nội, tổng đài AXE10 Đà Nẵng cho vùng mạng Miền Trung, 2 tổng đài AXE10 TP.Hồ Chí Minh và Cần Thơ của VTI cho vùng mạng Miền Nam, 2 tổng đài Local Tandem (sau khi nâng cấp) AXE10, EWSD của vùng mạng TP.Hồ Chí Minh.

Sơ đồ tổ chức mạng 2 plane lớp Core giai đoạn 2001-2005 mô tả ở H.8.

Cấu hình hệ thống:
- Chuyển mạch trung tâm của các tổng đài 20 Gbps đến 40 Gbps, có thể mở rộng đến 160 Gbps.
- Có các giao diện kết nối E₃, STM₁, STM₄ với các tổng đài Toll, tổng đài Multiservice lớp biên và kết nối Full Mesh với 4 CoreSwitch khác.
- Có các giao diện kết nối Gega Ethernet.
- Có khả năng hỗ trợ các loại hình dịch vụ IP như Classical Route IP, VDN, MPLS….
- Ngoài ra cần có khả năng hỗ trợ các loại hình dịch vụ FR, CES.
- Kết nối:
- Năm tổng đài ATM/IP Core của 5 vùng lưu lượng hình thành 4 mặt phẳng mạng chuyển mạch chuyển tiếp liên vùng. Chúng được kết nối Full Mesh với nhau qua các Ring SDH công nghệ WDM.
- Từng cặp tổng đài chuyển tiếp liên vùng ở 2 mặt phẳng mạng được kết nối trực tiếp với nhau.
- Các tổng đài Toll công nghệ TDM ở mặt phẳng mạng 2 được kết nối tới các tổng đài HOST.
- Các tổng đài ATM/IP Core ở mặt phẳng mạng 1 được kết nối tới các tổng đài Multiservice lớp biên.
- Trong giai đoạn 2001-2002 trạng bị 3 tổng đài ATM/IP Core cho 3 vùng mạng: Miền Bắc (đặt tại Hà Nội), Miền Trung (đặt tại Đà Nẵng) và Miền Nam (Đặt tại TP.Hồ Chí Minh). Các tổng đài ATM/IP Core Miền Bắc và Miền Nam sẽ đảm nhận xử lý và chuyển tải bưu lượng liên vùng cho cả vùng mạng Hà Nội và TP.Hồ Chí Minh. Như vậy, vào giai đoạn này sẽ có mạng chuyển mạch liên vùng 2 mặt phẳng với 5 vùng lưu lượng như H.8.
4.2.2. Mạng chuyển mạch chuyển tiếp liên vùng giai đoạn 2006-2010.

Giai đoạn 2006-2010 mạng chuyển mạch chuyển tiếp liên vùng được trang bị với cấu trúc 2 mặt phẳng chuyển mạch ATM/IP đầy đủ với 5 node chuyển mạch ATM/IP Core để xử lý và chuyển tải lưu lượng chuyển tiếp vùng và liên vùng cho 5 vùng lưu lượng như H.9.
- Cấu hình hệ thống:
- Chuyển mạch trung tâm của các tổng đài từ 40 Gbps tới 80 Gbps; có thể mở rộng tới 160 Gbps.
- Có các giao diện kết nối E₃, STM₁, STM₄, STM₁₆ để kết nối các Core Swith với nhau; kết nối các Core Switch với các Multiservice Switch; kết nối với các tổng đài Toll.
- Có các giao diện kết nối Giga Ethernet.
- Có thể nâng cấp tới mạng chuyển mạch quang trong tương lai với các giao diện STM₁₆ và STM₆₄.
- Có cấu hình phần mềm cho IP over ATM.
- Kết nối:
- Năm tổng đài chuyển tiếp liên vùng (ATM/IP Core Switch) ở mỗi mặt phẳng mạng được kết nối Full Mesh với nhau thông qua các mạch vòng Ring SDH công nghệ WDM.
- Từng cặp tổng đài Core Switch tương ứng ở 2 mặt phẳng mạng được kết nối trực tiếp với nhau và kết nối tới các Multiservice Switch của lớp biên (chuyển mạch vùng).
4.3. Nguyên tắc tổ chức mạng chuyển mạch vùng (Multiservice Switch lớp biên).

Mạng chuyển mạch vùng được hình thành từ các tổng đài (Multiservice Switch) công nghệ ATM/IP thuộc lớp biên trong lớp chuyển tải backbone. Mục đích của lớp chuyển mạch này nhằm để:
- Giảm dần số lượng các tổng đài HOST phân bổ theo địa hình hành chính như hiện nay bằng các tổng đài chuyển tiếp vùng công nghệ ATM/IP có năng lực và dung lượng lớn, không phân biệt địa giới hành chính.
Chuyển đổi dần cấu hình HOST-Vệ tinh hiện nay sang dạng cấu hình chuyển mạch vùng – thiết bị truy nhập đa dịch vụ.

4.3.1. Mạng chuyển mạch vùng giai đoạn 2001-2005:

Giai đoạn 2001-2005 hình thành mạng với 5 vùng lưu lượng như nêu trên. Mỗi vùng lưu lượng có một cặp Core Sưitch ATM/IP làm chức năng xử lý và chuyển tải lưu lượng chuyển tiếp vùng và một số tổng đài Multiservice lớp biên phân bố ở một số node mạng chính trong vùng.

Giai đoạn 2001-2002 trang bị 17 tổng đài Multiservice đặt tại 11 tỉnh thành trọng điểm là : Hà nội, Tp HCM, Vũng taù , Cần thơ, Đồng nai, Bình dương, Khánh hoà, Thừa thiên-Huế, Đà nẵng, Hải phòng, Quảng ninh. Trong đó có 3 Multiservice cho mạng số liệu VDC, 2 Multiservice cho Hà nội và 3 Multiservice cho Tp HCM.

Giai đoạn này các Multiservice đóng vai trò cả tổng đài chuyển mạch vùng ( lớp biên) và thiết bị truy nhập đa dịch vụ ở diện rộng hơn sẽ trang bị các Access Node đa dịch vụ mới và kết nối tới các tổng đài lớp biên này như sơ đồ

Cấu hình hệ thống :
- Chuyển mạch trung tâm của các tổng đài từ 2 Gb/s đến 10Gb/s có thể mở rộng tới 160 Gb/s.
- Có các giao diện kết nối E1 tới các tổng đài Host
- Có các giao diện kết nối E3, STM-1, STM-4 để kết nối với các cặp tổng đài liên vùng lớp Core và kết nối với các hệ thống truy nhập đa dichj vụ trong vùng mạng.
- Có các giao diện khách hàng để cung cấp các loại hình dịch vụ: truy nhập IP băng hẹp và băng rộng, các loại dịch vụ ATM như CBR, rt-VBR, nrt-VBR, ABR,UBR, các loại hình dịch vụ khác như FR, CE, Voice, Ethernet, X.25… sử dụng cộng nghệ xDSL.
Kết nối :
- Các tổng đài chuyển tiếp vùng Multiservice Sưitch trong vùng sẽ kết nối tới cặp tổng đài Core Switch chuyển tiếp liên vùng tương ứng.
- Các Multiservice kết nối tới các Host, các Access Node của lớp Access.
- Các Multiservice kết nối với mạng thuê bao để cung cấp các loại hình dịch vụ IP, ATM,FR… cho thuê bao.
4.3.2. Mạng chuyển mạch vùng giai đoạn 2006-2010;

Giai đoạn 2006-2010 mạng chuyển mạch vùng sẽ phát triển thêm một số ít các Multiservice Switch lớp biên phù hợp với quy mô mở rộng mạng Access công nghệ mới cho các Bưu điện tỉnh/thành phố .

Cấu hình hệ thống :

Chuyển mạch trung tâm của các tổng đài từ 5 Gb/s đến 20Gb/s có thể mở rộng tới 160 Gb/s.

– Mở rộng dung lượng các loại giao diện kết nối như ở cấu hình giai đoạn 2001-2005 phù hợp với sự tăng trưởng lưu lượng mạng
- Tăng cường các giao diện kết nối E3, STM-1, STM-4 tới các Access node trang bị mới.
Kết nối :

Cấu hình kết nối mạng tương tự như giai đoạn 2001-2005.

5.Nguyên tắc tổ chức lớp mạng truy nhập :

Mạng truy nhập nằm ở lớp mạng NGN thứ 2, làm nhiệm vụ cung cấp đa loại hình dịch vụ cho thuê bao. Tổ chức mạng truy nhập theo định hướng sau:
- Truy nhập vô tuyến :
– Sử dụng WLL đa dịch vụ

– Mở rộng mạng thông tin di động

– Phát triển các dịch vụ mạng thông tin di động thế hệ sau.

– Phát triển các dịch vụ viễn thông cơ bản như : điện thoại, fax cho các vùng nông thôn, miền núi, hải đảo.

– Tiếp tục mở rộng tận dụng các Host và tổng đài vệ tinh ở những chỗ chưa có yêu cầu dịch vụ mới. Nâng cấp các tổng đài vệ tinh có giao diện ATM/IP tại những vùng mạng có nhu cầu dịch vụ mới.
- Truy nhập hữu tuyến :
- Tăng cường năng lực cung cấp dịch vụ bằng cách sử dụng công nghệ truy nhập cáp quang công nghệ ATM/IP và xDSL.
- Thiết bị truy nhập thuê bao phải có khả năng cung cấp các loại hình dịch vụ: Dịch vụ thoại, số liệu và thuê kênh riêng tốc độ cao tới 2 Mb/s bao gồm cả VoIP, các loại hình dịch vụ băng rộng IP và ATM cho thuê bao.
Các tuyến truyền dẫn quang ở lớp truy nhập được triển khai theo dạng Ring SDH cáp quang/4 sợi sử dụng công nghệ cáp quang SDH £ 2,5 Gbit/s. Khi dung lượng vòng ring nội hạt > 2,5 Gbit/s thì sử dụng SDH/WDM. Việc nâng cấp mạng truyền tải ở lớp truy nhập diễn ra theo 3 giai đoạn tương ứng với nần cấp tuyến trục như sau:
- Giai đoạn 1: nâng cấp các thiết bị truyền dẫn, thêm các modun xử lý tín hiệu gói vào những điểm có như cầu xen rẽ lưu lượng kiểu gói. Nâng cấp dung lượng theo phương án tận dụng sợi.
- Giai đoạn 2: Khi dung lượng lớn như ở Hà nội và TP. Hồ Chí Minh, sử dụng công nghệ WDM để tăng dung lượng khi cần thiết.
- Giai đoạn 3: sử dụng khả năng định tuyến theo bước sóng của công nghệ
WDM để xây dựng mạng OTN.

5.1. Phát triển mạng truy nhập giai đoạn 2001 – 2005.

Giai đoạn 2001 – 2005 sẽ phát triển mạng truy nhập theo hướng nâng cấp và mở rộng hệ thống các trạm HOST và vệ tinh hiện có, kết hợp với trang bị mới các nút truy nhập đa dịch vụ công nghệ ATM/IP trên cơ sở phân chia các vùng mạng dịch vụ theo mức độ phát triển dịch vụ mới như sau:
1. Vùng mạng TP. Hồ Chí Minh và Hà nội
Đây là hai vùng mạng đặc biệt quan trọng. Thiết bị chuyển mạch hiện có bao gồm ba chủng loại EWSD, A1000E10 và NEAX61å. Với ba chủng loại thiết bị chuyển mạch này, các nút mạng (HOST và vệ tinh) đều có thể nâng cấp công nghệ để hỗ trợ các loại hình dịch vụ IP và ATM. Ngoài ra sau khi nâng cấp phần mềm R24 (đối với loại A1000E10) và V15 (đối với loại EWSD) thì cả ba chủng loại thiết bị chuyển mạch nêu trên đều có thể cung cấp giao diện V5.2.

Trong giai đoạn 2001 – 2005 để đáp ứng nhu cầu phát triển thuê bao và các loại hình dịch vụ cho thuê bao trang bị mạng truy nhập theo hướng như sau:

– Vùng mạng có thuê bao internet gián tiếp với tỷ lệ 20% trở lên so với tổng thuê bao thoại, có nhu cầu dịch vụ băng rộng tốc độ 2 Mbps trở lên cho truy cập internet và truyền số liệu thì cần trang bị công nghệ XDSL cho nút chuyển mạch. Vì vậy có thể mở rộng và nâng cấp các trạm vệ tinh hoặc các trạm HOST hiện có để có thể hỗ trợ các dịch vụ ATM và IP cho khách hang và các giao diện ATM/IP cho kết nối mạng nếu khả năng kỹ thuật cho phép và chi phí hợp lý. Tại những vùng mạng của hệ thống NEAX61å mà có các nhu cầu dịch vụ vừa nêu thì trang bị nút mạng truy nhập mới công nghệ ATM/IP bên cạnh nút mạng hiện có và kết nối tới các nút đa dịch vụ trong vùng.

– Tại các vùng mạng chỉ có nhu cầu dịch vụ LL và N-ISDN mà có điều kiện hạ tầng đảm bảo thì trang bị thiết bị truy nhập V5.2.

– Tại những vùng chỉ có nhu cầu dịch vụ thoại thông thường, FAX G3 và internet số lượng nhỏ (dưới 20%) thì mở rộng thiết bị chuyển mạch hiện có.

– Tại những vùng có nhu cầu thuê bao số lượng lớn sẽ trang bị các nút truy nhập công nghệ ATM/IP cho vùng mạng này; các nút mạng này có thể đáp ứng đa loại hình dịch vụ bao gồm POST, Ip, ATM, FR, LL,… và đầu nối tới chuyển mạch đa dịch vụ trong vùng tương ứng.
1. Vùng mạng các Bưu điện tỉnh, thành phố trọng điểm Đồng nai, Hải phòng, Cần thơ, Bình dương, Khánh hoà, Đà nẵng, Thừa thiên – Huế, Quảng ninh:
Mạng lưới hiện tại của các Bưu điện tỉnh, thành phố nêu trên là mạng đa trạm HOST và có ít nhất một trạm HOST thuộc một trong ba chủng loại có thể nâng cấp để hỗ trợ các loại hình dịch vụ IP và ATM như EWSD, A1000E10 và NEAX61å. Đồng thời chúng sẵn sàng cung cấp giao diện V5.2. Ngoài ra tại các Bưu điện tỉnh, thành phố nêu trên đều được trang bị chuyển mạch đa dịch vụ lớp biên (chuyển mạch vùng công nghệ ATM/IP) của mạng ATM/IP backbon. Vì vậy trang bị mạng truy nhập cho các đơn vị nêu trên theo hướng sau:

– Tại những vùng có tỷ lệ thuê bao internet so với thuê bao thoại hơn 20% và có các nhu cầu dịch vụ băng rộng sử dụng phương thức XDSL có thể mở rộng, nâng cấp các nút chuyển mạch hiện có (trạm HOST hoặc vệ tinh) thành nút mạng có khả năng hỗ trợ các loại hình dịch vụ IP, ATM nếu công nghệ cho phép và chi phí hợp lý. Cần quan tâm hàng đầu tới khả năng cung cấp các loại dịch vụ truy cập internet tốc độ cao, Voip và truyền số liệu. Nếu vùng dịch vụ nằm trong vùng mạng của các hệ thống tổng đài khác như DMS 100, TDX-1B, FETEX 100, NEXA61E, LINEA-UT thì không thực hiện phương thức nâng cấp hệ thống chuyển mạch hiện có mà trang bị mới nút truy nhập đa dịch vụ công nghệ ATM/IP kết nối vào tổng đài đa dịch vụ trong vùng.

– Tại những vùng mạng có số lượng thuê bao internet còn ít (dưới 20%) thì tiếp tục mở rộng các trạm vệ tinh và trạm HOST hiện có hoặc trang bị thiết bị truy nhập thuê bao V5.2 để đáp ứng các nhu cầu thuê bao thoại, N-íDN, LL,…
1. Vùng mạng của các Bưu điện tỉnh, thành còn lại:
Giai đoạn 2001 – 2005 vẫn phát triển mạng lưới theo cấu trúc PSTN đã dược HĐQT phê duyệt tại quyết định số 178 QĐ/VT/HĐQT ngày 06/07/1999. Có thể trang bị các nút truy nhập công nghệ mới cho các khu công nghệ cao.

Cầu trúc mạng truy nhập định hướng mạng mới NGN giai đoạn 2001 – 2005 mô tả ở hình vẽ sau.

Mạng truy nhập cố định gồm hai loại: các hệ thống trạm HOST cùng các trạm vệ tinh được nâng cấp và các nút truy nhập ATM/IP.

Mạng di động được cấu trúc trong lớp mạng truy nhập. Mạng này sẽ phát triển theo định hướng W-CDMA đi từ công nghệ GSM-TDMA hiện nay. Giai đoạn 2001 – 2005 sẽ phát triển lên 2G sử dụng công nghệ GPRS, bước đầu tại TP. Hồ Chí Minh và Hà nội.

Nếu thoả mãn điều kiện trang bị MSC mới sẽ sử dụng công nghệ ATM/IP.

5.2. Phát triển mạng truy nhập giai đoạn 2006 – 2010:
1. Mạng Hà nội và TP. Hồ Chí Minh:
Giai đoạn 2006 – 2010 mạng truy nhập của vùng Hà nội và TP. Hồ Chí Minh sẽ trang bị rộng rãi các nút truy nhập công nghệ ATM/IP để phát triển mạng lưới. Hạn chế nâng cấp các trạm HOST và vệ tinh hiện có mà chỉ tận dụng và mở rộng các trạm đã nâng cấp tới 75% năng lực của chúng.
1. Mạng các tỉnh, thành phố trọng điểm Đồng nai, Hải phòng, Bình dương, Bà rịa – Vũng tàu, Cần thơ, Khánh hoà, Đà nẵng, Thừa thiên – Huế và Quảng ninh:
Giai đoạn 2006 – 2010 sẽ phát triển mạng truy nhập song song hai cách:

Nâng cấp các trạm HOST và vệ tinh hiện có (nếu chi phí hợp lý) và trang bị mới các trạm truy nhập đa dịch vụ công nghệ ATM/IP. Ưu tiên phát triển mạng truy nhập đa dịch vụ công nghệ mới tại các vùng mạng trung tâm thành phố, khu công nghiệp.
1. Vùng mạng các tỉnh thành phố khác:
Giai đoạn 2006 – 2010 tại các khu công nghệ cao, khu công nghiệp hoặc trung tâm tỉnh thành có thể trang bị các nút truy nhập công nghệ ATM/IP để cung cấp các loại hình dịch vụ IP và băng rộng. Tiếp tục mở rộng các trạm HOST và vệ tinh hiện có để phát triển thuê bao có nhu cầu thoại phổ thông, ISDN băng hẹp.

Tại những vùng mạng mà số lượng thuê bao internet lớn (hơn 20% so với tổng số thuê bao thoại) thì nâng cấp trạm vệ tinh hay trạm HOST hiện có (nếu thoả mãn yếu tố kinh tế) hoặc trang bị nút truy nhập công nghệ mới nếu có nhu cầu truy nhập internet tốc độ cao tuỳ theo điều kiện thực tế. Ưu tiên trang bị mới các trạm Access cộng nghệ mới sản xuất trong nước.

Đối với mạng di động giai đoạn 2006 – 2010 sẽ trang bị và mở rộng mạng GPRS kết hợp với 3G công nghệ CDMA.

Giai đoạn 2001-2005:
- Mở rộng mạng thông tin di động và triển khai mạng thông tin di động thế hệ sau GPRS (2G)
- Triển khai mạng truy nhập cáp quang V5.2 và Access ATM/IP
- Nâng cấp các vệ tinh tại các điểm có nhu cầu và công nghệ , kinh tế cho phép
Giai đoạn 2006-2010:
- Tiếp tục phát triển mạng thông tin di động với các loại dịch vụ mới 3G – WCDMA
- Phát triển mạng truy nhập cáp quang
- Tăng cường sử dụng các Multiservice Access Node ở thành phố trọng điểm
- Tiếp tục nâng cấp các tổng đài vệ tinh ở những nơi có nhu cầu và đảm bảo yếu tố kinh tế, kỹ thuật
6. Nguyên tắc tổ chức mạng báo hiệu :

Mạng báo hiệu là thành phần cơ bản và quan trọng nhất trong chức năng điều khiển kết nối. Mạng báo hiệu trong cấu trúc mạng thế hệ sau là mạng báo hiệu kênh chung có chức năng chuyển tải an toàn và hiệu quả các bản tin báo hiệu giữa các vùng lưu lượng :
- Vùng báo hiệu 1 : tương ứng với vùng lưu lượng 1 [ 27 tỉnh phía Bắc từ Hà giang đến Hà tĩnh (trừ Hà nội)]
- Vùng báo hiệu 2 : tương ứng với vùng lưu lượng 2 [khu vực Hà nội]
- Vùng báo hiệu 3 : tương ứng với vùng lưu lượng 3 [14 tỉnh miền Trung và Tây nguyên từ Quảng bình đến Đăklăk]
- Vùng báo hiệu 4 : tương ứng với vùng lưu lượng 4 [ Tp Hồ Chí Minh]
- Vùng báo hiệu 5 : tương ứng với vùng lưu lượng 5 [18 tỉnh thuộc đồng bằng Nam bộ và đồng bằng sông Cửu long]
( Hiện nay các giao thức, giao diện, báo hiệu điều khiển kết nối rất đa dạng và còn đang tiếp tục phát triển, chưa được chuẩn hoá nên rất phức tạp. Cần có thời gian theo dõi, xem xét và cần đặc biệt quan tâm đến tính tương thích của các loại giao diện, giao thức, báo hiệu… khi lựa chọn thiết bị mới. )
- Giai đoạn 2001-2005: Tổ chức 5 vùng báo hiệu tương ứng với 5 vùng lưu lượng
- Giai đoạn 2005-2010: Hoàn thiện lớp mạng điều khiển theo các chuẩn
7.Nguyên tắc tổ chức mạng đồng bộ

Trong cấu trúc mạng thế hệ mới, mạng đồng bộ và vấn đề đồng bộ mạng được coi là vấn đề tất yếu, phải được và đã được triển khai trong các giai đoạn trước của quá trình xây dựng và phát triển mạng viễn thông số. Vì vậy trong các lớp của cấu trúc mạng thế hệ mới không đề cập đến mạng đồng bộ nữa.

Trong mạng viễn thông của VNPT, mạng đồng bộ vẫn đang được tiếp tục triển khai.

Xét về mặt tính chất thiết bị, mạng đồng bộ thuộc về lớp vật lý. Xét về mặt chức năng, mạng đồng bộ nhằm đảm bảo chất lượng cho việc kết nối, vì vậy trong cấu trúc mạng tổng thể của VNPT, mạng đồng bộ được xem xét ở lớp điều khiển kết nối.

Cấu trúc mạng đồng bộ được chia thành 4 lớp đồng bộ:

a.Lớp 0: lớp đồng hồ chủ quốc gia (PRC): sử dụng đồng hồ có độ ổn định tần số <1.10 E-11 (đồng hồ nguyên tử CESIUM)

b.Lớp 1: sử dụng đồng hồ có độ ổn định tần số <1.10 E –10 (loại radium) để đồng bộ các nút chuyển mạch quốc gia, quốc tế, và ATM/IP core switch trên các Node mạng lớp chuyển tải.

c.Lớp 2: sử dụng các đồng hồ có độ ổn định tần số <1.10 E-8 (Quartz) của các nút chuyển mạch Host và X.25, Frame Relay, di động, ATM/IP access.

d.Lớp 3: lớp truy nhập sử dụng các đồng hồ có độ ổn định tần số <1.10 E-7 (Quartz) cho các nút truy nhập mạng nội hạt và mạng dịch vụ X.25, frame relay, Internet ..
- Lớp đồng hồ chủ gồm ba đồng hồ chủ được đặt tại 3 trung tâm đồng bộ quốc gia là Hà nội, Đà nẵng và TP. Hồ chí Minh đấu tương hỗ với nhau, đồng hồ Đà nẵng là đồng hồ chủ với thứ tự ưu tiên cao nhất.
- Mỗi trung tâm đồng bộ quốc gia được trang bị nguồn đồng bộ dự phòng lấy tín hiệu đồng bộ từ vệ tinh GPS.
- Phù hợp với việc phân vùng lưu lượng, mạng đồng bộ VNPT cũng được chia thành 5 vùng độc lập tương ứng dùng thống nhất một hệ thống đồng hồ chủ. Chế độ đồng bộ được thực hiện theo nguyên tắc “chủ tớ “ giữa các lớp đồng bộ.
- Các trung tâm chuyển mạch và truyền dẫn quốc gia, quốc tế, mạng di động, tổng đài truyền số liệu, Frame Relay, Ineternet, ATM… quan trọng phải được trang bị các bộ phân phối tín hiệu đồng bộ để cấp tín hiệu đồng bộ riêng rẽ cho các thiết bị trong trung tâm nhằm giảm cấp đồng bộ và nâng cao độ an toàn của mạng lưói khi phần tử mạng bị sự cố.
- Tín hiệu đồng hồ chủ được cấp qua các tuyến truyền dẫn Ring SDH và sử dụng giao diện đồng bộ 2MHz.
- Đồng hồ của lớp 1 và 2 phải có khả nănghoạt động ở chế độ giữ đồng hồ (hold – over Mode) ít nhất trong 24 giờ với dộ ổn định <1.10 E-10/ngày khi nguồn đồng bộ chủ bị mất.
- Tận dụng ưu điểm của công nghệ SDH, thực hiện việc giảm cấp mạng đồng bộ bằng cách cấp trực tiếp tín hiệu đồng hồ chủ trên tất cả các tuyến truyền dẫn quang trục SDH tại giao diện 2 Mhz và đấu liên hoàn giao diện đồng bộ 2 Mhz giữa tuyến SDH trục và SDH nội hạt/nội tỉnh khi mạng nội tỉnh chưa được trang bị thiết bị phân phối tín hiệu đồng bộ.
Các phần tử mạng cấp nội hạt, nội tỉnh được cấp tín hiệu đồng bộ từ nguồn đồng bộ chủ quốc gia PRC theo các nguyên tắc sau:

a.Mạng access có tuyến truyền dẫn Sdh và PDH quốc gia:

+ Ưu tiên một: Tín hiệu đồng bộ được lấy từ tuyến trục SDH quốc gia để đồng bộ cho tổng đài host và các ATM/IP switch lớp biên.

+ Ưu tiên hai: Tín hiệu đồng bộ được lấy từ tuyến trục PDH quốc gia để đồng bộ cho các tổng đài host và các ATM/IP switch lớp biên.

b.Mạng access có tuyến truyền dẫn SDH quốc gia:

+ Tín hiệu đồng bộ được lấy từ tuyến trục SDH quốc gia để đồng bộ cho tổng đài host (tổng đài host phải được trang bị cổng đồng bộ 2Mhz) và tổng đài Multiservice Switch lớp biên; tổng đài host sẽ cấp tiếp tín hiệu cho các phần tử mạng nội tỉnh khác thông qua luồng E1
- Các tổng đài vệ tinh , thiết bị truy nhập V5.x được đồng bộ hoá theo tổng đài Multiservice lớp biên , tổng đài host theo tín hiệu đồng bộ được lấy từ tuyến truyền dẫn nội tỉnh theo phương thức đã mô tả ở mục a, b
- Khi phần tử mạng cùng cấp mạng đựoc đấu nối theo dạng lưới (mesh) thì tín hiệu đồng bộ phải được cấp đồng thời và từ cùng nguồn đồng bộ cho các phần tử mạng này, không cấp tín hiệu đồng bộ theo chế độ “chủ tớ “ giữa các phần tử mạng.
8. Nguyên tắc tổ chức mạng quản lý :

Triển khai thực hiện dự án xây dựng hệ thống quản lý mạng viễn thông quốc gia giai đoạn 2001-2005:

Cần triển khai các bước sau để đạt được hệ thống lõi
- Xây dựng 1 NMC tại Hà Nội với một số khối chức năng cơ bản như sau:
- Hỗ trợ khai thác ( O&S )
- Quản lý mạng ( NM )
- Quản lý chất lượng ( NPM )
- Thủ tục và tiến trình ( P&P )
- Xây dựng một số OMC theo nhà cung cấp thiết bị cho các tổng đài
- Xây dựng mạng DCN
- Thay đổi cách thức thực hiện vận hành khai thác hiện nay.
- Thay đổi về tổ chức, quản lý
- Tự động hoá một số chức năng vận hành khai thác.
- Thực hiện chuyển đổi về công nghệ trong quản lý mạng.
Phương án kỹ thuật của hệ thống:
- Cấu hình tổng thể của hệ thống quản lý mạng quốc gia giai đoạn 1 được xây dựng trên mô hình quản lý mạng theo công nghệ Cross-Domain.
- Việc xây dựng các OMC cho chuyển mạch thực hiện trên cơ sở chủng loại thiết bị của nhà cung cấp. Địa điểm đặt OMC phụ thuộc vào số lượng phần tử mạng có cùng tính chất và có vị trí địa lý gần nhau.
- Sẽ xây dựng các OMC cho 5 chủng loại tổng đài và 1 trung tâm OMC cho truyền dẫn đặt tại Hà Nội.
Mục tiêu của giai đoạn đầu tiên của quá trình hình thành Hệ thống quản lý mạng Viễn thông theo mô hình TMN là phải xây dựng được các thành phần cơ bản và nền tảng của Hệ thống quản lý mạng, đó chính là cái lõi của hệ thống. Các đặc trưng của giai đoạn này như sau:
- Thực hiện các chức năng quản lý cơ bản như: quản lý chất lượng mạng, quản lý cấu hình mạng, quản lý cảnh báo, quản lý lỗi, quản lý bảo mật.
- Quản lý các phần tử chuyển mạch thông qua các OMC theo nhà cung cấp thiết bị.
- Quản lý các phần tử truyền dẫn thông qua OMC của truyền dẫn.
- Các loại thiết bị có thể triển khai quản lý như sau: các phần tử chuyển mạch, các phần tử truyền dẫn SDH, IP, ATM, FR…
- Về giải pháp triển khai: Hệ thống có khả năng quản lý các NE ở xa, có khả năng dễ dàng mở rộng phần cứng và nâng cấp phần mềm để mở rộng thêm chức năng quản lý, cũng như các phần tử sẽ được đưa vào quản lý trong tương lai để tiến tới thành một hệ thống quản lý mạng hoàn chỉnh.
Để đáp ứng nhu cầu trước mắt cũng như tính thích ứng trong tương lai, pha 1 của hệ thống quản lý mạng viễn thông được hình thành với quy mô như sau:

* Hình thành 01 NMC đặt tại Hà Nội thực hiện các chức năng quản lý chính, quản lý 61 phần tử mạng ( Theo bảng danh mục các phần tử mạng ) thông qua các OMC

* Hình thành 01 OMC để quản lý 23 tuyến truyền dẫn SDH của công ty VTN, VTI, mạng Ring 2.5 Gb/s của bưu điện Hà Nội

* Hình thành 03 Trung tâm quản lý chuyển mạch để quản lý 38 tổng đài:

+Trung tâm 1: bao gồm 01 OMC để quản lý các tổng đài AXE của hãng ERICSSON.

+Trung tâm 2: bao gồm:
- 01 OMC để quản lý các tổng đài HOST – E10 của hãng ALCATEL,
- 01 OMC để quản lý các tổng đài HOST- NEC của hãng NEC,
- 01 OMC để quản lý các tổng đài HOST- VKX của công ty VKX.
+Trung tâm 3: bao gồm 01 OMC để quản lý các tổng đài EWSD của hãng SIEMENS

Việc xây dựng OMC sẽ được tiến hành theo thứ tự ưu tiên như sau:
- OMC cho truyền dẫn, OMC cho tổng đài của hãng ERICSSON ưu tiên 1
- OMC cho các tổng đài của hãng ALCATEL ưu tiên 2
- OMC cho các tổng đài của hãng SIEMENS ưu tiên 3
- OMC cho các tổng đài của hãng NEC ưu tiên 4
- OMC cho các tổng đài của công ty LD VKX ưu tiên 5
- Đồng thời số lượng phần tử mạng đấu vào OMC cũng được ưu tiên, các phần tử mạng của công ty VTN, VTI được ưu tiên trước, sau đo đến các phần tử mạng của bưu điện Hà Nội và Hồ Chí Minh, và cuối cùng là phần tử mạng của các bưu điện tỉnh thành khác.
- Tại NMC sẽ có hệ thống hiển thị trên tường ( Graphical Wall Display ), còn tại các OMC chỉ có hệ thống chiếu trên tường ( Wall Projector )
- Mạng DCN được xây dựng để phục vụ chung cho hệ thống quản lý mạng cũng như các Trung tâm tính cước và chăm sóc khách hàng.
- Tại NMC phải thu nhận đầy đủ thông tin về cấu hình , chất lượng, cảnh báo, lỗi và sự cố của các phần tử mạng trên mạng viễn thông Việt Nam.
PHỤ LỤC

NHU CẦU DUNG LƯỢNG

CỦA MẠNG CHUYỂN MẠCH ATM/IP – VTN

ATM/IP Core VTN-Hà Nội

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    10Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến từ 20Gb/s – 40Gb/s.

Giai đoạn 2005-2010:    160Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 160Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

ATM/IP Core VTN-Hồ Chí Minh

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    20Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến từ 20Gb/s – 40Gb/s.

Giai đoạn 2005-2010:    160Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 160Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

ATM/IP Core VTN-Đà Nẵng

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    10Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến từ 10Gb/s – 20Gb/s.

Giai đoạn 2005-2010:    40Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 160Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

Multiservice-Hà Nội

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    10Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến từ 10Gb/s – 20Gb/s.

Giai đoạn 2005-2010:    40Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 80Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

Multiservice-Hồ Chí Minh

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    10Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến từ 10Gb/s – 20Gb/s.

Giai đoạn 2005-2010:    80Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 80Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

Multiservice-Đà Nẵng

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    5Gb/s -10Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến 10Gb/s.

Giai đoạn 2005-2010:    20Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 80Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

Multiservice Bưu điện Đà Nẵng

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    5Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến từ 5Gb/s là đủ cho giai đoạn này.

Giai đoạn 2005-2010:    10Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 40Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

Multiservice Bưu điện Hải Phòng

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    5Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến từ 5Gb/s là đủ cho giai đoạn này.

Giai đoạn 2005-2010:    10Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 20Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

Multiservice Bưu điện Quảng Ninh

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    5Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến từ 5Gb/s là đủ cho giai đoạn này.

Giai đoạn 2005-2010:    10Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 20Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

Multiservice Bưu điện Huế

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    2Gb/s – 5Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến từ 2Gb/s – 5Gb/s là đủ cho giai đoạn này.

Giai đoạn 2005-2010:    10Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 10Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

Multiservice Bưu điện Khánh Hoà

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    2Gb/s – 5Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến từ 2Gb/s – 5Gb/s là đủ cho giai đoạn này.

Giai đoạn 2005-2010:    10Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 10Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

Multiservice Bưu điện Đồng Nai

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    5Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến từ 5Gb/s là đủ cho giai đoạn này.

Giai đoạn 2005-2010:    10Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 20Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

Multiservice Bưu điện Bình dương

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    5Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến từ 5Gb/s là đủ cho giai đoạn này.

Giai đoạn 2005-2010:    10Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 20Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

Multiservice Bưu điện Cần thơ

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    5Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến từ 5Gb/s là đủ cho giai đoạn này.

Giai đoạn 2005-2010:    10Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 20Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

Multiservice Bưu điện Vũng Tàu

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2002:    2Gb/s – 5Gb/s.

Giai đoạn 2003-2005:    Tuỳ theo nhu cầu và khả năng đáp ứng của mạng truyền dẫn, dự kiến từ 2Gb/s – 5Gb/s là đủ cho giai đoạn này.

Giai đoạn 2005-2010:    10Gb/s

Khả năng mở rộng của thiết bị phải linh hoạt, tối thiểu phải hỗ trợ mở rộng đến 10Gb/s. Số slots trên một module chuyển mạch tối thiếu là 12.

Multiservice Bưu điện Hà Tây

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2005:    1Gb/s – 2Gb/s.

Số slots tối thiếu là 8.

Giai đoạn 2005-2010:    5Gb/s

Multiservice Bưu điện Vĩnh Phúc

Năng lực chuyển mạch

Giai đoạn 2001-2005:    1Gb/s – 2Gb/s.

Số slots tối thiếu là 8

Giai đoạn 2005-2010:    5Gb/s

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí
[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
June 20, 2019
Mạch tự động điều khiển đèn
Mạch tự động điều khiển đèn

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Nghĩa tình thái về đạo nghĩa trong câu văn tác phẩm Tắt đèn

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]https://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/05/M%E1%BA%A1ch-t%E1%BB%B1-%C4%91%E1%BB%99ng-%C4%91i%E1%BB%81u-khi%E1%BB%83n-%C4%91%C3%A8n.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Mạch tự động điều khiển đèn

Mạch tự động điều khiển đèn

Mạch điện gồm có một bộ nhớ nhỏ mà có thể tự động mở và tắt đèn như mong

muốn. Mạch điện dùng 2 LDR ( điện trở phụ thuộc ánh sáng ) mà chúng được đặt

theo thứ tự trước sau (cách nhau khoảng 50cm), vì vậy chúng có thể nhận biết một

cách riêng biệt một người bước vào phòng hoặc là đi ra khỏi phòng. Sau khi xử

ly,đầu ra của 2 bộ cảm biến LDR được sử dụng để phối hợp với những trạng thái

của LED màu khi một người bước vào phòng thì LED sẽ phát ra màu xanh và khi

người đó đi ra khỏi phòng thì LED sẽ phát ra màu đo. Những ngõ ra này sẽ đồng

thời được đưa đến 2 bộ đếm số. Một trong số 2 bộ đếm số sẽ đếm lên: +1, +2, +3

…vv khi có nhiều người lần lượt bước vào phòng và bộ đếm kia sẽ đếm ngược lại:

-1, -2, -3 …vv khi có nhiều người đi ra khỏi phòng. Những bộ đếm này sử dụng IC

CD4017. Tầng tiếp theo bao gồm 2 IC logic mà chúng có thể kết hợp những ngõ ra

của 2 bộ đếm và xác định xem liệu có còn người nào đó vẫn còn trong phòng hay

không. Khi sử dụng LDR trong mạch điện thì phải cẩn thận tránh để chúng bị ảnh

hưởng bởi ánh sáng. Nếu muốn thì có thể sử dụng cảm biến có giá trị thay đổi

được để thay thế cho LDR. Những bộ cảm biến này được lắp đặt sao cho khi có

người đi vào hoặc đi ra khỏi phòng thì người đó sẽ chắn ngang ánh sáng theo thứ

tự cảm biến này sau cảm biến kia. Khi một người đi vào phòng, thì trước tiên

người đó sẽ ngăn cản ánh sáng từ LDR1, tiếp đến là LDR2. Khi một người đi ra

khỏi phòng thì nó sẽ thay đổi trạng thái. Trong trường hợp bình thường thì cả 2

LDR đều bị giảm cường độ ánh sáng, và như vậy trở kháng của chúng rất thấp

(khoảng 5 kilo Ohm). Như vậy cuối cùng, chân ra của cả 2 bộ đếm thời gian (IC1

và IC2), mà được định dạng như là những mạch flip-flop đơn ổn, đều bị chốt gần

với điện áp cấp vào là +9V. Khi sự giảm cường độ sáng của LDR được ngăn cản

thì trở kháng của chúng tăng lên rất lớn và điện thế ở chân 2 của nó gần như bằng 0

(nối đất), khi đó mạch flip-flop bắt đầu hoạt động. Những tụ điện được mắc vào

giữa chân 2 và đất để chống nhiễu. Khi một người đi vào phòng, LDR1 hoạt động

trước và đó là kết quả trong sự hoạt động của IC1 đơn ổn. Phía trước cực B của cặp

transitor T1-T2 xuất hiện 1 xung ngắn ở ngõ ra nhanh chóng nạp điện cho tụ C5.

Nhưng ngay khi đó cực C của transistor T1 và T2 lại ở trạng thái có trở kháng cao

bởi vì chân 3 của IC2 có điện thế thấp và diode D4 không dẫn điện. Nhưng khi vẫn

là người đó đi qua LDR2, thì IC2 đơn ổn được khởi động. Chân 3 chuyển lên mức

cao và điện thế này đi qua diode D4 và được đưa đến cặp transistor T1-T2. Kết quả

là cặp transistor dẫn điện bởi vì tụ C5 giữ lại điện tích trong một lúc và thời gian

nó xả hết được điều khiển bởi điện trở R5. Vì thế cho nên LED xanh được phát

sáng một cách tức thời. Giống như vậy, ngõ ra cũng được đưa đến IC3 mà nó có

hoạt động như một đồng hồ đếm. Ứng với mỗi ngõ vào của mỗi người vào sẽ làm

ngõ ra của IC3 ( đang ở mức cao) sẽ tăng lên theo. Ơ tầng này, cặp transistor T3-

T4 không dẫn điện bởi vì ngõ ra chân 3 của IC1 không còn ở mức dương nữa vì

vậy độ rộng xung ở ngõ ra ngắn hơn và do đó cực C của transistor tiến gần đến

mức cao. Khi có người đi ra khỏi phòng, thì LDR2 được hoạt động trước và sau đó

là LDR1 hoạt động. Khi một nữa phần dưới của mạch cũng giống như nữa phần

trên, lúc này với sự sai lệch của mỗi người sẽ làm cho LED đỏ phát sáng một cách

tức thời và ngõ ra của IC4 cũng được tăng lên giống như trong trường hợp của IC3.

Ngõ ra của IC3 và của cả IC4 ( sau khi được đảo bởi cổng đảo N1 đến N4 ) được

hợp lại bởi cổng AND ( A1 đến A4 ) sau đó là cổng OR ( sử dụng diode D5 đến

D8 ). Hiệu ứng thực đó là khi có người đi vào phòng, ngõ ra có it61 nhất một cổng

AND ở mức cao, vì transistor T5 dẫn điện và cấp năng lượng cho RL1. Bóng đèn

được nối với tiếp điểm chính N/O của rờ le RL1 cũng được phát sáng. Khi mọi

người đi ra khỏi phòng, và đến khi không còn ai trong phòng thì dây nối của ngõ ra

OR vẫn tiếp tục trả về mức cao có nghĩa là bóng đèn vẫn còn sáng, tới khi tất cả

mọi người đi vào đã đi ra hết khỏi phòng. Số người tối đa mà mạch điện này có thể

kiểm soát được là 4, một khi thiết bị nhận được xung thứ 5 thì nó sẽ trả lại trạng

thái như ban đầu. Tuy nhiên mạch cũng có thể dễ dàng đếm đến 9 người bằng cách

thay đầu nối của chân 1 với chân trả về trạng thái ban đầu (15) và sử dụng ngõ ra

từ Q1 đến Q9 của bộ đếm CD4017 và có thể thêm vào các cổng AND và diode .

mạch điều khiển đèn bằng ánh sang

MẠCH TẮC ĐÈN LÀM TRỄ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ÁNH SÁNG HOẶC ÂM

THANH:

Hình 1:

1.Ứng dụng:

Mạch điện này dùng để tự động điều khiển các đèn cầu thang, các đèn chiếu sáng trong nhà vệ sinh và các lối đi.

2.Nguyên lý mạch điện:

Mạch điện được cấu tạo như hình1. SK-II là một IC điều khiển bằng âm thanh, là một IC chuyên dụng. Bên trong nó trừ mạch điện chính là một trigger hai trạng thái ổn định còn có một bộ khuếch đại đảo pha 3 cực có thể thoả mãn các yêu cầu ở các trường hợp khác nhau. Trong mạch này chỉ sử dụng 2 tần 2 cấp trong số đó.

Bình thường chân 9 của SK-II nằm ở mức thấp, transistor Q1 do thiên trị cực gốc không có nên ngưng dẫn, chân 2 đầu kích của mạch tích hợp gốc chuẩn thời gian 555 vẫn ở mức cao, chân 6 đầu trị số ngưỡng cũng như vậy. Chân 7 phóng điện cũng ở mức cao, nên đầu ra chân 3 của nó cũng sẽ ở mức thấp, Triac silic điều khiển 2 chiều không có dòng điện kích nên ngưng dẫn, đèn H không sáng. Khi microphone MIC tiếp thu âm thanh vỗ tay, bên trong SK-II bộ trigger trạng thái ổn sẽ lật, chân 9 đưa ra mức cao, transistor Q1 dẫn thông đồng thời bão hoà, điện áp trên cực góp của nó là 0, đồng thời điện áp chân 2 đầu kích của mạch điện gốc chuẩn thời gian 555 thấp chừng 1/3 Vcc, mạch điện bên trong lật, đầu ra chân 3 mức cao, Triac sẽ kích dẫn thông, đèn

H phát sáng. Đồng thời điện áp 12V qua điện trở R4 nạp vào tụ C4, cho tới khi điện áp 2 đầu C4 đạt tới 2/3 Vcc.Mạch điện bên trong của mạch gốc chuẩn thời gian 555 một lần nữa sẽ lật, chân 3 đầu ra sẽ chuyển thành mức thấp, Triac một lần nữa sẽ ngưng dẫn. Thời gian làm trễ dài hay ngắn được quyết định bởi trị số của điện trơ R4 và của tụ C4, dựa vào các số liệu trong hình vẽ nó sẽ có thời gian khoảng chừng 2 phút. Ngoài ra mạch điện gốc chuẩn thời gian 555 có bị kích lật hay không còn bị sự điều khiển bởi điện áp
- chân 4 đầu phục vị, ban ngày do ánh sáng chiếu tới transistor quang Q3 làm điện trở giảm thấp, transistor Q2 dẫn thông, mạch điện gốc chuẩn thời gian 555 đầu phục vị chân 4 vẫn ở mức thấp, mạch kích bên trong bị khoá, tức là làm cho điện áp chân 2 đầu kích thấp hơn 1/3 Vcc, mạch điện 555 cũng không lật. Chỉ khi nào bắt đầu trời tối, do transistor quang Q3 không có ánh sáng chiếu vào nên có điện trở cao, transistor Q2 ngắt, chân 4 đầu phục vị của mạch điện 555 vẫn ở mức cao, lúc đó chỉ cần trên mạch điện gốc chuẩn thời gian 555 có đầu vào là xung âm, mạch đơn ổn bên trong nó sẽ lật. Như vậy IC điều khiển bằng âm thanh chọn dùng hệ SK-II. Micro MIC chọn dùng loại độ nhạy cao, cũng có thể dùng loại tinh thể gốm áp điện MTD-27A để thay. Mạch điện gốc chuẩn thời gian 555 chọn dùng loại NE55, LM555 hoặc 5G1555. Tụ C4 chọn dùng loại tụ điện rò càng nhỏ càng tốt. Các linh kiện còn lại chọn dùng theo thông số được ghi trên sơ đồ.
3. Điều chỉnh các giá trị:

Khi điều chỉnh kiểm tra, trước tiên để transistor Q3 nằm dưới ánh sáng tự nhiên, điều chỉnh R6 làm cho transistor Q2 dẫn thông, điện áp chân 4 đầu phục vị của mạch điện gốc chuẩn thời gian 555 thấp hơn 1V, khi cần thiết có thể dùng transistor có hệ số khuếch đại lớn hơn. Sau đó điều chỉnh R1, làm cho điện áp ở đầu dưới R1 gần tới 6V. Nói chung, điều chỉnh R1 ở khoảng 10KW là được. Khi thay đổi điện dung C5 nằmgiữa chân 4 và 5 chủa IC điều khiển bằng âm thanh, trong hình vẽ dùng loại 0.1mF, mạch điện sẽ tương đối nhạy với tần số lân cận 1KHz, chẳng hạn như tiếng vỗ tay

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

Tải Xuống Tại Đây
May 26, 2019
Bài tập lớn Ngoại vi ghép nối Sử dụng vi điều khiển AT89S52 thiết kế hệ thống đèn giao thông ngã tư
Bài tập lớn Ngoại vi ghép nối Sử dụng vi điều khiển AT89S52 thiết kế hệ thống đèn giao thông ngã tư

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:BÀI TẬP LỚN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 1

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/05/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-Ngo%E1%BA%A1i-vi-gh%C3%A9p-n%E1%BB%91i-S%E1%BB%AD-d%E1%BB%A5ng-vi-%C4%91i%E1%BB%81u-khi%E1%BB%83n-AT89S52-thi%E1%BA%BFt-k%E1%BA%BF-h%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-%C4%91%C3%A8n-giao-th%C3%B4ng-ng%C3%A3-t%C6%B0.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Ngoại vi ghép nối Sử dụng vi điều khiển AT89S52 thiết kế hệ thống đèn giao thông ngã tư

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây trên thế giới cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp chế tạo linh kiện bán dẫn và vi mạch tổng hợp, một hướng phát triển mới của các vi xử lý đã hình thành đó là các vi điều khiển. Với nhiều ưu điểm, vi điều khiển đã được sử dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực khác nhau. Bằng cách áp dụng vi điều khiển vào trong quá trình sản xuất và xử lý, vi điều khiển đã thực sự thể hiện được ưu thế của mình so với các thiết bị điều khiển thông thường. Vì nhiều những lý do trên, trong trường Đại Học, Cao Đẳng, vi xử lý thực sự trở thành một môn học hết sức quan trọng, vi xử lý 8051 gần như là một môn học sử dụng để trang bị cho chúng ta những kiến thức cơ bản về vi xử lý, từ đó mở rộng ra các loại vi xử lý khác có cấu trúc phức tạp hơn như AVR, PIC, …

Qua đồ án này, đã giúp chúng em hình dung được thực tế vi xử lý áp dụng như thế nào trong cuộc sống hiện đại, cụ thể chính là hệ thống đèn giao thông dùng vi điều khiển AT89S52. Đồ án gồm 4 chương:

Chương I: Tổng quan về đèn giao thông, giới thiệu khái quát đề tài, các thành phần chính của hệ thống đèn giao thông, nguyên lý hoạt động, ngôn ngữ sử dụng và phần mềm mô phỏng.

Chương II: Khảo sát vi đều khiển AT89S52.

Chương III: Thiết kế phần cứng.

Chương IV: Thiết kế phần mềm.

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của Lê Thị Minh Tân trong suốt thời gian chúng em thực hiện đồ án này.

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2012

Nhóm sinh viên thực hiện:           Đinh Trí Lợi

                                                     Đặng Kim Thắng

                                                     Nguyễn Khắc Hậu

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI

I.1: Cơ sở lựa chọn đề tài.

a. Đặt Vấn Đề (ứng dụng):

Với mỗi một dân tộc, để kinh tế phát triển thì sự phát triển về khoa hoc, kỹ thuật là thật sự cần thiết và đặc biệt quan trọng. Với sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế như hiện nay, giao thông đang là một bài toán khó đòi hỏi nhiều ngành, nhiều cấp phải quan tâm, và tìm ra các hưóng giải quyết. Để làm giảm bớt những khó khăn đó cũng như làm cho việc lưu thông trên các tuyến đường được thông thoáng và giảm thiểu tại nạn, thì việc đặt các cột đèn tại các ngã và thời gian quy định cho phép đi và cấm đi của các tuyến là đặc biệt quan trọng.

Đối với một ngã tư, tại mỗi thời điểm trong ngày thì sự lưu thông ở mỗi ngã tư la rất quan trọng. Vì thế, một chương trình điều khiển đèn giao thông để ngã tư được lưu thông một cách tốt nhất là cần thiết và hết sức quan trọng

Với những nhận định như thế, chúng em quyết định chọn đề tài “giao thông tại ngã tư” này.vì vậy Nhóm chúng em tiến hành thực hiện đề tài này

Hệ thống điều khiển đèn tín hiệu giao thông tại ngã tư đường được thiết kế trên cơ sở sử dụng on-chip 89S52.Vi điều khiển được lập trình để điều khiển 2 công việc chính :

1-Chuyển mức của các đèn tín hiệu trên làn đường

Việc chuyển mức này được thực hiện bằng 4 bit truyền tín hiệu :

P2.0 : đèn đỏ

P2.1 : đèn xanh đi thẳng

P2.2 : đèn xanh rẽ trái

P2.3 : đèn vàng

Các đèn hiển thị là các LED đơn nối chung nhau anot .Đèn sáng sẽ tương ứng với mức logic thấp .Chuyển mức giữa các đèn sẽ xen kẽ những bộ đếm kết thúc mỗi sẽ tương ứng thiết lập lại các bit để hiển thị các trạng thái đèn tiếp theo.

Cụ thể thời gian hiển thị như sau :

Đèn đỏ : 30 s

Đèn xanh đi thẳng : 50s

Đèn xanh rẽ trái : 40s ( hai đèn xanh kết thúc cùng lúc )

Đèn vàng : 5s

2-Hiển thị bộ đếm tương ứng với mỗi trạng thái đèn :

Sử dụng số có 2 chữ số để đếm vì thế dùng 2 đèn LED :

LED 1 để hiển thi chữ số hàng chục sẽ được nối trực tiếp với 8 bit của cổng P1

LED 2 để hiển thị chữ số hàng đơn vị sẽ được nối trực tiếp với 8 bit của cổng P0.

CHƯƠNG II:TỔNG QUAN VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN

II.1: Giới thiệu

Bộ vi điều khiển viết tắt là Micro-controller, là mạch tích hợp trên một chip có thể lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động của một hệ thống. Theo các tập lệnh của người lập trình, bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử lý thông tin, đo thời gian và tiến hành đóng mở một cơ cấu nào đó.

Trong các thiết bị điện, điện và điện tử dân dụng, các bộ vi điều khiển, điều khiển hoạt động của TV, máy giặt, đầu đọc laser, điện thọai, lò vi-ba … Trong hệ thống sản xuất tự động, bộ vi điều khiển được sử dụng trong Robot, dây chuyền tự động. Các hệ thống càng “thông minh” thì vai trò của hệ vi điều khiển càng quan trọng.

II.2: Lịch sử phát triển của các loại vì điều khiển.

Bộ vi điều khiển thực ra, là một loại vi xử lí trong tập hợp các bộ vi xử lý nói chung. Bộ vi điều khiển được phát triển từ bộ vi xử lí, từ những năm 70 do sự phát triển và hoàn thiện về công nghệ vi điện tử dựa trên kỹ thuật MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) , mức độ tích hợp của các linh kiện bán dẫn trong một chip ngày càng cao.

Năm 1971 xuất hiện bộ vi xử lí 4 bit loại TMS1000 do công ty texas Instruments vừa là nơi phát minh vừa là nhà sản xuất. Nhìn tổng thể thì bộ vi xử lí chỉ có chứa trên một chip những chức năng cần thiết để xử lí chương trình theo một trình tự, còn tất cả bộ phận phụ trợ khác cần thiết như : bộ nhớ dữ liệu , bộ nhớ chương trình , bộ chuển đổi AID, khối điều khiển, khối hiển thị, điều khiển máy in, hối đồng hồ và lịch là những linh kiện nằm ở bên ngoài được nối vào bộ vi xử lí.

Mãi đến năm 1976 công ty INTEL (Interlligen-Elictronics). Mới cho ra đời bộ vi điều khiển đơn chip đầu tiên trên thế giới với tên gọi 8048. Bên cạnh bộ xử lí trung tâm 8048 còn chứa bộ nhớ dữ liệu, bộ nhớ chương trình, bộ đếm và phát thời gian các cổng vào và ra Digital trên một chip.

Các công ty khác cũng lần lược cho ra đời các bộ vi điều khiển 8bit tương tự như 8048 và hình thành họ vi điều khiển MCS-48 (Microcontroller-sustem-48).

Đến năm 1980 công ty INTEL cho ra đời thế hệ thứ hai của bộ vi điều khiển đơn chip với tên gọi 8051. Và sau đó hàng loạt các vi điều khiển cùng loại với 8051 ra đời và hình thành họ vi điều khiển MCS-51 .

Đến nay họ vi điều khiển 8 bit MCS51 đã có đến 250 thành viên và hầu hết các công ty hàng dẫn hàng đầu thế giới chế tạo. Đứng đầu là công ty INTEL và rất nhiều công ty khác như : AMD, SIEMENS, PHILIPS, DALLAS, OKI …

Ngoài ra còn có các công ty khác cũng có những họ vi điều khiển riêng như:

Họ     68HCOS              của công ty Motorola

Họ     ST62                    của   công ty SGS-THOMSON

Họ     H8                        của   công ty Hitachi

Họ pic cuả công ty Microchip

II.3: Khảo sát bộ vi điều khiển AT89S52 từ ATMEL CORPOCATION

Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MSC-51 hoàn toàn tương tự như nhau. Ở đây giới thiệu IC 8951 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của Mỹ sản xuất. Chúng có các đặc điểm chung như sau:

Các đặc điểm của 89S52 được tóm tắt như sau:

4 KB ROM

4 KB EPROM bên trong.

128 Byte RAM nội.

4 Port xuất nhập I/O 8 bit.

2 bộ định thời 16 bit

Mạch giao tiếp nối tiếp.

64 KB vùng nhớ mã ngoài

64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài

Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn).

210 vị trí nhớ có thể định vị bit.

4s cho hoạt động nhân hoặc chia.

II.3.1.Cấu trúc bên trong của AT89S52.

Phần chính của vi điều khiển 8051 / 8031 là bộ xử lí trung tâm (CPU: central processing unit ) bao gồm :

– Thanh ghi tích lũy A

– Thanh ghi tích lũy phụ B, dùng cho phép nhân và phép chia

– Đơn vị logic học (ALU : Arithmetic Logical Unit )

– Từ trạng thái chương trình (PSW : Prorgam Status Word)

– Bốn băng thanh ghi

– Con trỏ ngăn xếp

Ngoài ra còn có bộ nhớ chương trình, bộ giải mã lệnh, bộ điều khiển thời gian và logic.

II.3.2:Tóm tắt phần cứng:

AT89S52 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập . Trong đó có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa là một chân có hai chức năng), mỗi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập   hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phần của các bus dữ liệu và bus địa chỉ.

+ Các cổng vào ra

– Port 0 (Chân 32-39):là cổng hai chiều dùng 8 bit để mở, như là cổng ra, Port 0 có những cấu hình công đường dẫn địa chỉ, dữ liệu để truy xuất tới chương trình goài và bộ nhớ dữ liệu. yêu cầu bên ngoài dừng lại trong lúc kiểm tra chương trình.

– Port 1 (Chân 1-8): có cổng hai chiều 8bit, trong phép cộng P1.0 và P1.1 có thể thực hiện để đi tới bộ định thời/bộ đếm bên trong đếm ngõ vào(P1.0/T2) và hai bộ định thời/bộ đếm truy xuất ngõ vào(P1.1/T2EX).

– Port 2 (Chân 21-28): có cổng hai chiều 8bit, phát ra những địa chỉ byte cao khác trong lúc tìm về từ bộ nhớ chương trình bên ngoài và truy xuất từ bộ nhớ dữ liệu bên ngoài việc đó sử dụng 8bit địa chỉ. Port 2 phát ra những nội dung của thanh ghi có chức năng đặc biệt P2

– Port 3 (Chân 10-17):

P3.0 RxD Chân phát dữ liệu của Port nối tiếp

P3.1 TxD Chân thu dữ liệu của Port nối tiếp

P3.2 INT0 Ngõ vào ngắt ngoài 0

P3.3 INT1 Ngõ vào ngắt ngoài 1

P3.4 T0 Ngõ vào bộ định thời đếm 0

P3.5 T1 Ngõ vào bộ định thời đếm 1

P3.6 WR Điều khiển ghi dữ liệu vào RAM ngoài

P3.7 RD Điều khiển đọc dữ liệu từ RAM ngoài

+ Reset (Chân 9):

Chân reset có tác dụng reset cho chíp, mức tích cực của chân này là mức 1 , để reset ta phải đưa mức 1 (5v) đến chân này với thời gian tối thiểu 2 chu kỳ máy ( tương đương 2µs – tương đương với thạch anh 12Mhz ).

Sau đây là mạch reset.

– RxD :nhận tín hiệu kiểu nối tiếp.

– TxD :truyền tín hiệu kiểu nối tiếp.

– /INT0: ngắt ngoài 0.

– /INT1: ngắt ngoài 1.

– T0: chân vào 0 của bộ timer/counter 0.

– T1: chân vào 0 của bộ timer/counter 1.

– /WR: ghi giữ liệu vào bộ nhớ ngoài.

– /Rd: đọc giữ liệu từ bộ nhớ ngoài.

– XTAL1: chân vào mạch khuếch đại dao động.

– XTAL2: chân ra từ mạch khuếch đại dao động.

– /PSEN: chân cho phép đọc chương trình ngoài (Rom ngoài).

reset bằng tay        reset khi cấp nguồn

– Nút ấn:

– Trạng thái của các thanh ghi khi reset, khi reset thì trạng thái của RAM nội không bị thay đổi

+ Chân cho phép chốt địa chỉ (ALE/PROG)

Chân ALE có xung ở ngõ ra để chốt địa chỉ Byet thấp trong thời gian truy xuất bộ nhớ ngoài. Chân này có chương trình xung ở ngõ vào trong khi tín hiệu điện đang chạy.

Trong điều khiển bình thường, chân ALE được xuất ra với một giá trị bằng 1/6 tần số của mạch dao động và có thể được sử dụng cho việc quy định thời gian bên ngoài hoặc mục đích đếm thời gian. Ghi nhớ, một xung ALE được ngắt quãng trong khi mỗi truy xuất từ dữ liệu bộ nhớ ngoài.
Nếu ra lệnh, bình thường ALE có thể bị hủy bởi việc cài dặt bit 0 của SFR được định vị trí 8EH

+ Chân cho phép bộ nhớ chương trình (PSEN:Program store Enable)
PSEN được đọc xung nhọn tới bộ nhớ chương trình ngoài.
Khi AT89S52RC đang thực hiện mã từ bộ nhớ chương trình ngoài, PSEN được thực hiện với chu kỳ máy tăng gấp đôi, trừ phi hai hoạt động PSEN đó được ngắt quãng trong thời gian truy xuất tới bộ nhớ dữ liệu bên ngoài.
+ Chân truy xuất ngoài (EA/VPP)

Kích hoạt truy xuất ngoài, chân EA phải được nối với GND khi sử dụng các thiết bị từ mã truy cập từ bộ nhớ chương trình ngoài được định vị trí từ 0000H tới FFFFH.

+ Chân tinh thể thạch anh XTAL

XTAL1: ngõ vào tới mạch dao động khuếch đại ngược và tới mạch điện khóa diều khiển bên trong.

XTAL2: ngõ ra từ mạch dao động khuếch đại ngược.

Thanh ghi các chức năng đặc biệt (SFR)

Một ánh xạ trên bề mặt diện tích của bộ nhớ chip được gọi là thanh ghi các chức năng đặc biệt.

Ghi chú, đó không phải là tất cả các địa chỉ đã được sử dụng, và những địa chỉ không được sử dụng có thể không được bổ sung vào chip. Đọc truy xuất tới các địa chỉ đó sẽ được tổng hợp đầy đủ vào dữ liệu ngẫu nhiên, và truy xuất được ghi sẽ có hiệu ứng lờ mờ.

+ Thanh ghi bộ định thời 2:

điều khiển và trạng thái các bit được chứa đựng vào thanh ghi T2CON và T2MOD.
Thanh ghi ngắt:

khởi động những bit ngắt riêng biệt được thực hiện bởi thanh ghi IE.
TF2: Dấu hiệu cờ tràn 2 bộ định thời đặt bởi 2 bộ dịnh thời cờ tràn và phải được xóa bởi phần mềm. TF2 sẽ không được dặt khi RCLK = 1 hoặc TCLK = 1
EXF2: 2 Bộ định thời dấu hiệu ngoài khi một cái được giữ lại hoặc chạy lại bởi một từ chối chuyển tiếp trên T2EX và EXEN2 = 1. khi 2 bộ định thời trong được kích hoạt, EXF2 = 1 sẽ là nguyên nhân để CPU tới vector tới thủ tục 2 bộ định thời trong. EXEN2 phải được xóa bởi phần mềm. EXF2 không phải nguyên nhân gây ngắt trong bộ đếm lên/xuống (DCEN = 1).
RCLK Kích hoạt xung nhận, khi điều chỉnh, nguyên nhân cổng nối tiếp được sử dụng 2 bộ định thời cờ tràn tạo xung cho xung nhận trong cổng nối tiếp cho dạng 1 và 3. RCLK = 0 là nguyên nhân cờ tràn một bộ định thời được sử dụng cho việc nhận xung

TCLK Kích hoạt truyền xung, khi điều chỉnh, nguyên nhân cồng nối tiếp được dùng cờ tràn xung bộ định thời 2 cho việc phát xung trong cổng nối tiếp cho dạng 1 và 3. TCLK = 0 nguyên nhân cờ tràn bộ dịnh thời 1 dã được dùng để phát xung.

-EXEN2 Kích hoạt bộ định thời ngoài 2, một cái được giữ lại hoặc chạy lại để xuất như là một kết quả của một từ chối chuyển tiếp trên T2EX neu1 bộ định thời 2 không được sừ dụng để tạo xung cho cổng nối tiếp. EXEN2 = 0 là nguyên nhân bộ định thời 2 lờ đi khả năng có thể xảy ra của T2EX
TR2 Điều khiển bắt đầu/dừng lại cho bộ định thời 2. TR2 = 1 bộ định thời bắt đầu.

C/T2 Bộ định thời hoặc bộ đếm cho bộ định thời 2. C/T2 = 0 cho chức năng bộ định thời. C/T2 = 1 cho máy đếm sự kiện ngoài.
CP/RL2 Chọn giữ/chạy lại. CP/RL2 = 1 lý do giữ lại cho xuất hiện trên từ chối chuyển tiếp vào T2EX nếu EXEN2 = 1. CP/RL2 = 0 nguyên nhân tự động chạy lại để xuất hiện khi cờ tràn bộ định thời 2 hoặc xuất hiện từ chối chuyển tiếp vào T2EX khi EXEN2 = 1. khi RCLK hoặc TCLK = 1, bit này được lờ đi và bộ định thời bị ép tự động chạy lại trên cờ tràn bộ định thời 2.
+ Con trỏ ghi hai dữ liệu:

Để thuận tiện truy xuất cà hai bộ nhớ dữ liệu bên trong và bên ngoài, 2 bờ của 16bit con trỏ ghi dữ liệu được cung cấp: DP0 của địa chỉ thanh ghi các chức năng đặc biệt định vị trí 82H-83H và DP1 ở 84H-85H. bit DPS = 0 trong các thanh ghi phụ các chức năng đặc biệt chon5DP0 và DP1 = 1 chọn DP1. người sử dụng nên khởi động bit DPS để tích hợp giá trị trước khi truy xuất tương ứng với con trỏ ghi dữ liệu.

Cờ tắt nguồn(POF): được định 4bit (PCON.4) vào PCON SFR. POF được điều chỉnh tới “1” trong khi bật nguồn. nó có thể bị điều chỉnh và và đứng yên dưới phần mềm điều khiển và không được giả tạo bởi quá trình khởi động lại

Thiết bị MCS_51 có một khoảng địa chỉ riêng cho chương trình và bộ nhớ dữ liệu.

+ Bộ nhớ chương trình:

–     Nếu chân EA được nối với GND tất cả chương trình đi về có hướng về tới bộ nhớ ngoài.

–     Trong AT89S52RC, nếu chân EA được nối với Vcc thì chương trình về tới khoảng địa chỉ 0000H-7FFFH đi tới bộ nhớ chương trình bên trong và đi về tới địa chỉ 8000H-FFFFH đi tới bộ nhớ chuong trình bên ngoài.
Bộ nhớ dữ liệu:

–      AT89S52RC có bộ nhớ dữ liệu bên trong với 4 phần riêng:
+ Thấp hơn 128 byte của RAM (có địa chỉ từ 00H-7FH) được gán giá trị ngay lập tức hoặc gián tiếp

+       Cao hơn 128 byte RAM ( có địa chỉ 80H-FFH) chỉ gán địa chỉ bằng cách gián tiếp

+ Các thanh ghi có chức năng đặc biệt (có địa chỉ từ 80H-FFH) chỉ được gán địa chỉ bằng cách trực tiếp

+ 256 byte RAM mở rộng (00H-FFH) được truy cuất gián tiếp bởi lệnh MOVX, và với bit EXTRAM được xóa.

+ Phần cứng bộ định thời giám sát:

Được dự định như là phương pháp khôi phục trong vị trí nơi mà CPU có thể bị xáo trộn bởi chủ đề phần mềm, nó phù hợp với bộ đếm 13bit.
Cách sử dụng bộ định thời giám sát: để cho phép nó, người sử dụng phải viết 01EH và 0E1H trong dãy để tới thanh ghi WDTRST. Khi nó được cho phép, người sử dụng cần tới dịch vụ của nó bởi 01EH và 0E1H tới WDTRST để phá hủy cờ tràn của nó. Bộ đếm cờ tràn 13bit khi nó đạt tới 8191(1FFFH), và thiết lập lại các thiết bị. khi nó được cho phép, nó sẽ gia tăng chu kỳ máy trong khi mạch dao động đang chạy. để chạy lại nó người dùng phải viết 01EH và 0E1H tới WDTRST. WDTRST là thanh ghi chỉ viết. bộ đếm WDT không thể bị đọc hay viết.

Bộ định thời 0 và 1:

Bộ định thời 0 và 1 trong AT89S52RC hoạt động giống như là bộ định thời 0 và 1 trong AT89S52 và AT89C52.

Bộ định thời 2:

Bộ định thời 2 là bộ định thời/bộ đếm 16bit nó có thể hoạt động như các bộ định thời khác hoặc một biến cố đếm. bộ định thời 2 gồm 2 thanh ghi 8bit,TH2 và TL2.

Xung nhịp ra có thể lập trình được:

Chu kỳ hoạt động là 50% có thể được lập lại chương trình để đi ra bằng chân P1.0. nó có thể là chương trình để vào xung bên ngoài cho bộ định thời/bộ đếm 2 hoặc cho ngõ ra với 50% chế độ làm việc biên độ xung từ 61Hz tới 4MHz với một tần số hoạt động 16MHz.Cấu hình của bộ định thời/bộ đếm 2 như là một hàm sin, bit C/T2 (T2CON.1) phải được xóa và bit T2OE (T2MOD.1) phải được điều chỉnh. Bit TR2 (T2CON.2) bắt đầu và dừng bộ định thời.

Tần số xung ra phụ thuộc vào tần số dao động và giá trị nạp lại của thanh ghi bộ định thời 2 (RCAP2H,RCAP2L). ta có Tần số xung ra   = ( tần số dao động) /(4*[65536-(RCAP2H,RACP2L)])

Trong chế độ xung ra, bàn quay bộ định thời 2 sẽ không được phát động ngắt.
Chế độ ngắt:

AT89S52RC có tổng cộng 6 vector ngắt: 2 ngắt ngoài (INT0 và INT1), 3 bộ định thời ngắt (bộ định thời 0,1 và 2) và cổng ngắt nối tiếp.
Mỗi nguồn ngắt có thể cho phép riêng lẻ hoặc ngăn chặn bởi quá trình cài đặt hoặc xóa bỏ 1 bit trong thanh ghi các chức năng đặc biệt (SFR) IE.
Bộ định thời ngắt 2 được khởi động bởi toán tử logic OR của các bit TF2 và EXF2 trong thanh ghi T2CON. Những cái cờ đó không những được xóa bởi phần cứng khi thủ tục của dịch vụ được hướng tới. thực ra, thủ tục dịch vụ có thể được định rõ là TF2 hay EXF2 dể khởi động ngắt, và bit đó sẽ được xóa trong phần mềm.

Cờ bộ định thời 0 và 1, TF0 và TF1, được điều chỉnh ở S5P2 của chu kỳ trong bộ định thời cờ tràn.

Đặc điểm dao động:

XTAL1 và XTAL2 là ngõ ra và ngõ vào, theo thứ tự được định sẵn, để điều khiển thiết bị từ một nguồn xung ngoài. XTAL2 sẽ không được lien kết bên trái trong khi XTAL1 được điều khiển

Chế độ nghỉ:

Trong chế độ nghỉ, CPU nghỉ trong khi tất cả các chip ngoại vi đều hoạt động. chế độ này được gọi ra bằng phần mềm. Dung lượng trên chip RAM và tất cả SFR được thay đổi, chế độ nghỉ có thể ở bên trong cho phép ngắt hoặc chế độ lặp lại của phần cứng.

Chú ý khi chế độ nghỉ được kết thúc bởi chế độ lặp lại của phần cứng, các thiết bị thong thường được chạy lai chương trình từ phần tắt bên trái.

II.3.3: Mạch cơ bản để 89S52 làm việc:

Hình II.3 : Mạch cơ bản của IC 89S52

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH

III.1: Kết cấu của chương trình

Chương trình gồm hai chương trình con

– Chương trình 1 chương trình ban ngày

– Chương trình 2 chương trình ban đêm từ 23h đến 5h sáng

+ Chương trình 1 là chương trình có thời gian đèn đỏ 25s, đèn xanh 30s

Đèn vàng 5s

+ Chương trình 2 là chương trình chỉ có đèn vàng nhấp nháy

– Để chọn chương trình ta phải thiết lập chương trình và reset hệ thống qua nút nhấn reset

III.2: Kết nối ngoại vi gồm có:

III.2.1.-Họ IC 78xx và IC 7805

Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử dụng IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản. Các loại ổn áp thường được sử dụng là IC 78xx, với xx là điện áp cần ổn áp. Ví dụ 7805 ổn áp 5V, 7812 ổn áp 12V. Việc dùng các loại IC ổn áp 78xx tương tự nhau.

* Những dạng seri của 78XX:

– LA7805 IC ổn áp 5V
– LA7806 IC ổn áp 6V
– LA7808 IC ổn áp 8V
Đây là dòng cho điện áp ra tương ứng với dòng là 1A.

Hình ảnh một IC 7805 có 3 chân:

                                            Sơ đồ khối của IC 7805.



III.2.2: IC 74245 – Bộ nhớ đệm cho đầu vào.

Chức năng:
– Đây là một loại IC số khá phổ biến, tên gọi chung là 74245, tùy thuộc vào tần số đáp ứng và công ty sản xuất sẽ có các tên họi khác nhau như 74HC245, 74HCT245… nhưng khi loại bỏ các kí tự ở giữa, vẫn chung là 74245.
– Bài toán: Khi ta cần kiểm soát một số lượng trạng thái, cảm biến tiếp điểm mà số đầu cần kiểm soát lên tới > 10 điểm, có khi tới 40 điểm, bạn không thể nối tất cả các cảm biến này với vi xử lý vì không thể đủ Port. Vì vậy, chúng ta phải sử dụng đọc dữ liệu theo kiểu BUS và dùng 74245 như là bộ nhớ đệm đầu vào cho vi xử lý.

Các thức hoạt động:

– Sơ đồ nguyên lý: Như sơ đồ trên, trong đó A ( đầu vào Vi xử lý), B ( đầu vào lấy tín hiệu từ sensor), Chân AB/BA nối Gnd và quan trọng nhất là chân CE (Chip enable).

– Với sơ đồ trên, tôi giới thiệu các bạn sử dụng 2 IC 74HCT235 để đọc dữ liệu trạng thái on/off từ 16 cảm biến sensor khác nhau
- PORT A : Đầu ra của 74245 và được đấu vào đầu vào của vi xử lý, tất cả các PORT A của các IC 74245 được đấu chung để tạo thành đường dữ liệu BUS 8bit.
- PORT B : Đầu vào của 74245 , được đấu vào các trang thái on/off của sensror, mối một PIN được đấu với một sensor khác nhau, và lưu ý, nếu sensor chưa có điện trở Pullup thì phải thêm một dãy diện trở Pullup vào PORT B để luôn đảm bảo trạng thái logic cho PORTB.
- CE : Chân chọn chíp, trạng thái tích cực thấp, khi muốn PORT A = PORT B thì CE=0 (các IC 74245 khác bắt buộc CE=1 để ngăn không cho PORTA=PORTB, nếu quên điều này, dữ liệu sẽ lung tung, không kiểm soát được như ” Có một lối ra, chỉ vừa một người đi mà ta mở đến 4 cửa, 4 người chen chúc nhau đi
III.2.3: LED 7 đoạn

Hiển thị dùng led 7 đoạn loại anode chung ứng với IC giải mã 74245 có mức tích cực là mức 0 ( mức thấp).Ở loại anode chung ( anode của đèn được nối lên +5V, đoạn náo sáng ta nối đầu cathode ủa đoạn đó xuống mức thấp thông qua điện trở để hạn dòng.

Hiển thị dùng led 7 đoạn loại katot chung ứng với IC giải mã 7448 có mức tích cực là mức 1 ( mức cao).Ở loại katot chung ( katot của đèn được nối lên GND)

III.2.4 : Điện trở treo

– Với các chân với chân 1 nối nguồn 5vdc 8 chân còn lại dùng để nối vào 8 chân ra của vi điềukhiển 89S52 có tác dụng làm tăng dòng điện làm cho dòng điện khỏe hơn. Ở mạch này chúng ta dùng điện trở 10k

III.3: Phần thi công mạch

III.3.1: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển đèn giao thông

Mạch đèn giao thông ngã 4

Đề bài :Có 3 phím bấm

1: Run(Chạy ở chế độ bình thường)

2: Nháy(Chạy ở chế độ giờ thấp điểm)

3: Stop

Giản đồ thời gian như sau

Mạch Sơ đồ mạch như sau

Code

;=======================================================; BAM PHIM TANG, GIAM, RESET VA HIEN THI;=======================================================ORG 0000H LJMP INIT ORG 0003H RETI ORG 000BH RETI ORG 0013H RETI ORG 0023H RETI ORG 002BH LJMP INT_T2;=============================;KHAI BAO BIEN;============================= NUM EQU 50H D0 EQU 51H D1 EQU 52H TIC EQU 53H SEC EQU 54H PRUN EQU P1.0 PNN EQU P1.1 PSTOP EQU P1.2 MODE1F EQU 00H MODE2F EQU 01H RUNF EQU 02H NNF EQU 03H STOP EQU 04H;=============================;KET THUC KHAI BAO BIEN;=============================;************************************************; NGAN CACH GIUA CAC CHUONG TRINH;************************************************;=============================; KHOI TAO CHUONG TRINH;============================= ORG 100INIT: CLR EA MOV SP,#2FH MOV T2CON,#04H MOV RCAP2H,#0B1H MOV RCAP2L,#0E0H MOV NUM,#50 MOV TIC,#0 MOV SEC,#0 MOV MODE1F,#0 MOV MODE2F,#0 MOV RUNF,#1 MOV P3,#0 MOV R7,#0 SETB IE.5 SETB EAHERE: SJMP HERE;===============================; KET THUC CHUONG TRINH;===============================;************************************************; NGAN CACH GIUA CAC CHUONG TRINH;************************************************;===============================;SUBROUTINE TSEC;CHUONG TRINH TINH THOI GIAN;INPUT: NONE;OUTPUT: NONE;===============================TSEC: JNB RUNF,KHONG SJMP CHAYCHAY: JB STOP,KHONG INC TIC MOV A,TIC CJNE A,#50,KTSEC1 DEC SEC MOV TIC,#0 MOV A,SEC CJNE A,#0FFH,KTEC1 MOV SEC,#29KHONG: MOV P0,#0C0H SJMP KTSEC1KTSEC1: MOV NUM,SEC RET ;===============================; KET THUC CHUONG TRINH;===============================;************************************************; NGAN CACH GIUA CAC CHUONG TRINH;************************************************;===============================;SUBROUTINE SLMODE; CHUONG TRINH CHON MODE;INPUT: NONE;OUTPUT: NONE;===============================SLMODE: MOV P1,#00 SETB RUNF CLR NNF CLR STOP MOV SEC,#0 SJMP KTSLMODKTNN: SETB NNF CLR RUNF CLR STOP MOV TIC,#0 SJMP KTSLMODKTSTOP: JNB PSTOP,KTSLMOD CLR RUNF CLR NNF SETB STOP MOV P3,#0KTSLMOD: RET;===============================; KET THUC CHUONG TRINH;===============================;************************************************; NGAN CACH GIUA CAC CHUONG TRINH;************************************************;===============================;SUBROUTINE MODE1; CHUONG TRINH CHAY CHE DO 1;INPUT: NONE;OUTPUT: NONE;===============================MODE1: JNB RUNF,KTMODE1 MOV A,SEC CJNE A,#29,SEC17 MOV P3,#21HSEC17: CJNE A,#17,SEC14 MOV P3,#22HSEC14: CJNE A,#14,SEC2 MOV P3,#0CHSEC2: CJNE A,#2,KTMODE1 MOV P3,#14HKTMODE1: RET;=================================; KET THUC CHUYEN TRINH CON;=================================;************************************************; NGAN CACH GIUA CAC CHUONG TRINH;************************************************;===============================; SUBROUTINE MODE2; CHUONG TRINH CHAY CHE DO 2;INPUT: NONE;OUTPUT: NONE;===============================MODE2: JNB NNF,KTMODE2 JB P1.0,LAM CPL MODE2F MOV A,MODE2F CJNE A,#1,LAM MOV P3,#0 SJMP KTMODE2LAM: MOV A,TIC CJNE A,#0,V2 MOV P3,#12HV2: CJNE A,#26,KTMODE2 MOV P3,#0 KTMODE2: RET;=================================; KET THUC CHUYEN TRINH CON;=================================;************************************************; NGAN CACH GIUA CAC CHUONG TRINH;************************************************;===============================;SUBROUTINE HEXTOBCD; HEX TO BCD;INPUT: NUM;OUTPUT: D1,D0;===============================HEXTOBCD: MOV A,NUM MOV B,#10 DIV AB MOV D0,B MOV D1,A RET;=================================; KET THUC CHUYEN TRINH CON;=================================;************************************************; NGAN CACH GIUA CAC CHUONG TRINH;************************************************;==================================;INT INT_T2; CHUONG TRINH HIEN THI SO LAN AN PHIM VA HIEN THI;INPUT: NONE;OUTPUT: NONE;===================================INT_T2: CLR TF2 LCALL HEXTOBCD LCALL BCDTO7T LCALL DISPLAY LCALL TSEC LCALL SLMODE LCALL MODE1 LCALL MODE2KET: RETI;===================================; KET THUC CHUONG TRINH;===================================;************************************************; NGAN CACH GIUA CAC CHUONG TRINH;************************************************;===================================;SUBROUTNI BCDTO7T;INPUT: NONE;OUTPUT: NONE;===================================BCDTO7T: MOV DPTR,#SEGMENT MOV A,D0 MOVC A,@A+DPTR MOV D0,A MOV A,D1 MOVC A,@A+DPTR MOV D1,A RET;===================================; KET THUC CHUONG TRINH;===================================;************************************************; NGAN CACH GIUA CAC CHUONG TRINH;************************************************;===================================;SUBROUTINE DISPLAY; HIEN THI LEN LED 7 THANH;INPUT:;OUTPUT:;===================================DISPLAY: CJNE R7,#0,LED2 MOV P2,#1B MOV P0,D0 SJMP XLR7LED2: MOV P2,#2 MOV P0,D1XLR7: INC R7 CJNE R7,#2,KT MOV R7,#00HKT: RET;===================================;KET THUC CHUONG TRINH;===================================;************************************************;NGAN CACH GIUA CAC CHUONG TRINH ;************************************************;===================================; MA 7 THANH;===================================SEGMENT: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H;SO THAP PHAN 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9;====================================; KET THUC CHUONG TRINH;====================================

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí
[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
May 20, 2019

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC THỦY VĂN CÔNG TRÌNH

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC THỦY VĂN CÔNG TRÌNH

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn – Đo lường và tự động điều khiển

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/05/B%C3%80I-T%E1%BA%ACP-L%E1%BB%9AN-M%C3%94N-H%E1%BB%8CC-TH%E1%BB%A6Y-V%C4%82N-C%C3%94NG-TR%C3%8CNH.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC THỦY VĂN CÔNG TRÌNH

BÀI TẬP LỚN

MÔN HỌC THỦY VĂN CÔNG TRÌNH

Đề bài: Cho chuỗi tài liệu lưu lượng nước bình quân tháng trong thời kỳ nhiều năm

Câu 1: Tính toán lượng dòng chảy bình quân nhiều năm và sai số (tính Q₀, W₀, M₀, Y₀ và sai số).

Câu 2: Tính toán lượng dòng chảy bình quân năm thiết kế với tần suất thiết kế P = 1; 5; 10; 95; 99,9%.

Câu 3: Tính toán phân phối dòng chảy trong năm thiết kế (theo mùa và theo tháng) khi có đủ số liệu bằng phương pháp chọn năm đại biểu.

Yêu cầu tính toán cụ thể:

Xác định giới hạn các mùa (mùa lũ, mùa kiệt).
Tính lượng dòng chảy năm thủy văn ứng với các tần suất P=5%; P=50% và P=95%.
Chọn các năm đại biểu cho năm nhiều nước (P=5%), năm trung bình nước (P=50%), năm ít nước (P=95%) và xác định phân phối dòng chảy trong năm thiết kế.

Bài Làm

Câu 1: Lưu lượng dòng chảy bình quân nhiều năm là:

(m³/s)

Khoảng lệch bình quân ()

Hệ số phân tán (C_v)

Bảng tính các đặc trưng biêu thị dòng chảy
Năm	Q năm	Ki	Ki-1	(Ki-1)^2	(Ki-1)^3
1967.000	147.247	0.774	-0.226	0.051	-0.012
1968.000	216.786	1.139	0.139	0.019	0.003
1969.000	220.534	1.159	0.159	0.025	0.004
1970.000	244.703	1.286	0.286	0.082	0.023
1971.000	227.240	1.194	0.194	0.038	0.007
1972.000	189.724	0.997	-0.003	0.000	0.000
1973.000	213.168	1.120	0.120	0.014	0.002
1974.000	231.649	1.217	0.217	0.047	0.010
1975.000	170.203	0.894	-0.106	0.011	-0.001
1976.000	186.962	0.982	-0.018	0.000	0.000
1977.000	183.831	0.966	-0.034	0.001	0.000
1978.000	184.253	0.968	-0.032	0.001	0.000
1979.000	198.380	1.042	0.042	0.002	0.000
1980.000	151.428	0.796	-0.204	0.042	-0.009
1981.000	214.998	1.130	0.130	0.017	0.002
1982.000	168.556	0.886	-0.114	0.013	-0.001
1983.000	154.733	0.813	-0.187	0.035	-0.007
1984.000	201.403	1.058	0.058	0.003	0.000
1985.000	169.813	0.892	-0.108	0.012	-0.001
1986.000	186.431	0.979	-0.021	0.000	0.000
1987.000	134.994	0.709	-0.291	0.085	-0.025
Q trung bình	190.335	Tổng	0.000	0.499	-0.004

Hệ số thiên lệch (C_s)

Sai số tương đối

T=21năm=6.532 10⁸ (s)

Tổng lượng dòng chảy bình quân nhiều năm là:

(m³)

Môđun dòng chảy bình quân nhiều năm là:

(l/s-km²)

Lớp dòng chảy bình quân nhiều năm là:

(mm)

Câu 2:

Phương pháp 1: Phương pháp thích hợp

	Bảng tính các đặc trưng biêu thị dòng chảy
STT	Năm	Q năm	Q tăng	Ki	Ki-1	(Ki-1)^2	(Ki-1)^3	P%
1	1970.000	244.703	244.703	1.286	0.286	0.082	0.023	4.545
2	1974.000	231.649	231.649	1.217	0.217	0.047	0.010	9.091
3	1971.000	227.240	227.240	1.194	0.194	0.038	0.007	13.636
4	1969.000	220.534	220.534	1.159	0.159	0.025	0.004	18.182
5	1968.000	216.786	216.786	1.139	0.139	0.019	0.003	22.727
6	1981.000	214.998	214.998	1.130	0.130	0.017	0.002	27.273
7	1973.000	213.168	213.168	1.120	0.120	0.014	0.002	31.818
8	1984.000	201.403	201.403	1.058	0.058	0.003	0.000	36.364
9	1979.000	198.380	198.380	1.042	0.042	0.002	0.000	40.909
10	1972.000	189.724	189.724	0.997	-0.003	0.000	0.000	45.455
11	1976.000	186.962	186.962	0.982	-0.018	0.000	0.000	50.000
12	1986.000	186.431	186.431	0.979	-0.021	0.000	0.000	54.545
13	1978.000	184.253	184.253	0.968	-0.032	0.001	0.000	59.091
14	1977.000	183.831	183.831	0.966	-0.034	0.001	0.000	63.636
15	1975.000	170.203	170.203	0.894	-0.106	0.011	-0.001	68.182
16	1985.000	169.813	169.813	0.892	-0.108	0.012	-0.001	72.727
17	1982.000	168.556	168.556	0.886	-0.114	0.013	-0.001	77.273
18	1983.000	154.733	154.733	0.813	-0.187	0.035	-0.007	81.818
19	1980.000	151.428	151.428	0.796	-0.204	0.042	-0.009	86.364
20	1967.000	147.247	147.247	0.774	-0.226	0.051	-0.012	90.909
21	1987.000	134.994	134.994	0.709	-0.291	0.085	-0.025	95.455
	Q trung bình	190.335		Tổng	0.000	0.499	-0.004

Phương pháp 2: phương pháp 3điểm của Alexayeb.

Trên đường tần suất kinh nghiệm đi qua nhóm điểm kinh nghiệm ta chọn 3điểm ứng với tần suất 5%, 50% và 90% sẽ có tương ứng 3giá trị lưu lượng ứng với các tần suất trên là: Q_5%=248 m³/s; Q_50%=188 m³/s; Q_95%=143 m³/s. Tính được trị số của S là:

Với S=0.143 tra bảng quan hệ C_s~S (phụ lục 2) được C_s=0.453. Có C_s tra phụ lục 3 được các giá trị

Bình quân nhiều năm lưu lượng là:

Hệ số

Kết quả ta được m³/s; C_v=0.168; C_s=0.453. sử dụng bảng Fôxtơ-Rưpkin (phụ lục 1) tính được các giá trị đường tần suất Q_p ghi bảng sau:

0.1

3.744

2.652

2.287

1.760

1.320

1.629

1.446

1.384

1.296

1.222

Qp=Kp.

310.486

275.519

263.832

246.957

232.867

20	50	75	90	95	99
0.815	-0.075	-0.710	-1.123	-1.500	-1.993
1.137	0.987	0.881	0.811	0.748	0.665
216.697	188.198	167.865	154.641	142.569	126.783

Câu 3: Phương pháp chọn năm đại biểu là:

Mùa lũ từ (1968-1975) Mùa kiệt từ (1975-1978)

(m³/s)

T_k=4năm=1.244 10⁸ s

W_kp=Q_k.T_k=181.3121.244 10⁸=2.256 10¹⁰ (m³)

Chọn năm điển hình là năm 1977 có Q_dh=183.831 m³/s

W_dh=183.8313.1 10⁷=5.72 10⁹

Năm lũ	1968	1969	1970	1971	1972	1973	1974
Qk=K1.Qdh	1309.821	1332.466	1478.496	1372.984	1146.312	1287.961	1399.623

Năm kiệt	1975	1976	1977	1978
Qlu=K2.Qdh	167.820	184.345	181.257	181.673

Lưu lượng các tháng năm điển hình là:

Tháng	I	II	II	IV	V	VI	VII	VIII
Q tháng	46.54	36.01	28.99	74.23	85.28	319.80	783.90	404.30
Ki.Qi	45.89	35.51	28.58	73.191	84.0861	315.32	772.9	398.64

IX	X	XI	XII
149.50	141.70	77.74	57.98
147.4	139.72	76.6516	57.168

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

May 20, 2019

Bài tập lớn – Đo lường và tự động điều khiển

Bài tập lớn – Đo lường và tự động điều khiển

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/05/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-%C4%90o-l%C6%B0%E1%BB%9Dng-v%C3%A0-t%E1%BB%B1-%C4%91%E1%BB%99ng-%C4%91i%E1%BB%81u-khi%E1%BB%83n.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn – Đo lường và tự động điều khiển

Đo lường và tự động điều khiển

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

Đo và điều khiển tốc độ động cơ dùng vi điều khiển 8051

I.Giới thiệu chung:

1.Mở đầu:

Ngày nay trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật luôn xuất hiện khái niệm Kỹ thuật số

xử lý và điều khiển, với sự trợ giúp của máy tính kỹ thuật vi xử lý và điều khiển đã có sự phát triển ạnh mẽ đặc biệt là sự phát triển nhanh chóng của các họ vi xử lý và điều khiển với những tính năng mới. Để phục vụ tốt cho môn học “Đo lường và điều khiển tự động” chúng em thực hiện đề tài: Đo và Điều khiển Tốc Độ Động Cơ với mục đích tích luỹ kiến thức đặc biệt là những kinh nghiệm trong quá trình lắp mạch thực tế song do thời gian và kiến thức có hạn, nên mạch thiết kế còn nhiều thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để có thể nâng cao chất lượ ng của bài thiết kế, chúng em xin chân thành cảm ơn !

2. Đề tài : Đo và điều khiển tốc độ động cơ một chiều loại nhỏ

3. Nhóm sinh viên thực hiện:

Nhóm thực hiện: Gồm 3 thành viên chính được phân công công việc cụ thể

Đo lường và tự động điều khiển

4.Định hướng thiết kế:

Thiết kế một h ệ vi xử lý bao gồm cả việc thi ết kế tổ ch ức phần cứng và viết phần mềm cho nền ph ần cứng mà ta thiết kế. Việc xem xét giữa tổ chức phần cứng và chương trình phần mềm cho một thiết kế là mộ t vấn đề cần phải cân nhắc. Vì khi tổ chức phần cứng càng phức tạp, càng có nhiều chức năng hỗ tr ợ cho yêu cầu thiết kế thì ph ần mềm càng được giảm bớt và d ễ dàng thực hiện nhưng lại đẩy cao giá thành chi phí cho phần cứng, cũ ng như chi phí bảo trì. Ngược lại với một phần cứng tối thiểu lại yêu cầu mộ t chương trình phần mềm phức tạp hơn, hoàn thiện hơn; nhưng lại cho phép bảo trì hệ th ống dễ dàng hơn cũng như việc phát triển tính năng của hệ thống từ đó có thể đưa ra giá cạnh tranh được.

Từ yêu cầu và nhận định trên ta có những định hướng sơ bộ cho thiết kế như sau:

Chọn bộ vi xử lý.

Từ yêu cầu dùng VXL 8 bit ta dự kiến dùng các chip vi đ iều khi ển thuộc h ọ MCS-51 của Intel, mà cụ thể ở đây là dùng chip 8051 vì những lý do sau:

Thứ nhất 8051 thuộc họ MCS-51, là chip vi điều khiển. Đặc điểm của các chip vi điều khiển nói chung là nó được tích hợp với đầy đủ chức năng của một hệ VXL nhỏ, rất thích hợp với những thiết kế hướng điều khiển. Tức là trong nó bao gồm: mạch VXL, bộ nhớ chương trình và dữ liệu, bộ đếm, bộ tạo xung, các cổng vào/ra nối tiếp và song song, mạch điều khiển ngắt…

Thứ hai là, vi điều khiển 8051 cùng với các họ vi điều khiển khác nói chung trong những năm gần đây được phát triển theo các hướng sau:

Giảm nhỏ dòng tiêu thụ.

Tăng tốc độ làm việc hay tần số xung nhịp của CPU

Giảm điệp áp nguồn nuôi.

Có thể mở rộng nhiều chức năng trên chip, mở rộng cho các thiết kế lớn.

Những đặc đ iểm đó dẫn đến đạt được hai tính năng quan trọng là: giảm công suất tiêu thụ và cho phép điều khiển thời gian thực nên về mặt ứng dụng nó rất thích hợp với các thiết kế hướng điều khiển.

Đo lường và tự động điều khiển

Thứ ba là, vi điều khiển thuộc họ MCS-51 được hỗ trợ một tập lệnh phong phú nên cho phép nhiều khả năng mềm dẻo trong vấn đề viết chương trình phần mềm điều khiển.

Cuối cùng là, các chip thuộc họ MCS-51 hiện được sử dụng phổ biến và được coi là chuẩn công nghiệp cho các thiết kế khả dụng. Mặt khác, qua việc khảo sát thị trường linh kiện việc có được chip 8051 là dễ dàng nên mở ra khả năng thiết kế thực tế.

Vì những lý do trên mà việc l ựa chọn vi điều khiển 8051 là một giải pháp hoàn toàn phù hợp cho thiết kế.

4 .Phương án thực hiện :

4.1. Dùng cặp cảm bi ến thu phát đặt đối diện để xác định số vòng quay trong một khoảng thời gian nhất định . Động cơ có gắn mộ t đĩa quay có một khe thủ ng trên đĩa ,mỗI khi khe này quay qua cặp cảm biến hồng ngoạt thu phát sẽ tạo ra một đột biến xung trong một vòng quay.

4.2. Sử dụng cảm biến phát và đồng thời thu tín hiệu phản xạ ngược trở bằng cách vạch một số điểm trên trục của động cơ .

4.3. Họ vi điều khiển AT89C51 có 32 đường xuất nhập dữ liệu : P0 ,P1 , P2, P3 mỗI Port 8 bit vì vậy ph ương án đặt ra sử dụng toàn bộ 8 bit P*.0 – P* .7 để xuất ra LED 7 thanh CA hoặc ch ỉ sử d ụng mỗ I Port 4bit sau đó giảI mã bằng 74LS47.Như vậy sẽ phảI sử dụng LCD để hiển thị tốc độ động cơ .

4.4. Sử dụng màn hình LCD để hiển thị .

5. Các bước thực hiện :

Sau khi nhận đồ án nhóm em đã đưa ra một số bước sau để thực hiện công việc:

1.Nhập số vào LCD theo đúng trình tự hàng trăm hàng chục hàng đơn vị .Đo tốc độ của các động cơ loại nh ỏ (loại một chiều hoặc xoay chiều),có gắn cánh quạt (số lượng cánh là xác định ).

Thực hiện việc đo tốc độ thông qua số vòng quay của cánh quạt bằng cách sử dụng mạch sensor thu phát hồng ngoại.

3.Việc hiển thị thực hiện thông qua LCD (đo tốc độ trong một khoảng thời gian phù hợp).Có một khoảng thời gian để quan sát giá trị của tốc độ.

4.Việc đo động cơ ta điều chỉnh sao cho tốc độ của động cơ luôn ổn định ở một ngưỡng nhất định .Nghĩa là tốc độ của động cơ luôn có một sai số trong giới hạn .trong bài này chúng em điều chỉnh cho sai số của động cơ trong khoảng 2%.

Đo lường và tự động điều khiển

6.Mô phỏng

a.Phần code

Mo PhongDlg.cpp : implementation file

#include “stdafx.h”

#include “Mo Phong.h”

#include “Mo PhongDlg.h”

#include”math.h”

#include “stdlib.h”

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_NEW

#undef THIS_FILE

static char THIS_FILE[] = __FILE__;

#endif

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CAboutDlg dialog used for App About

class CAboutDlg : public CDialog

{

public:

CAboutDlg();

// Dialog Data

//{{AFX_DATA(CAboutDlg)

enum { IDD = IDD_ABOUTBOX };

//}}AFX_DATA

ClassWizard generated virtual function overrides //{{AFX_VIRTUAL(CAboutDlg)

protected:

virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV support

//}}AFX_VIRTUAL

Implementation protected:

//{{AFX_MSG(CAboutDlg)

Đo lường và tự động điều khiển

//}}AFX_MSG

DECLARE_MESSAGE_MAP()

};

CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialog(CAboutDlg::IDD)

{

//{{AFX_DATA_INIT(CAboutDlg)

//}}AFX_DATA_INIT

}

void CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)

{

CDialog::DoDataExchange(pDX);

//{{AFX_DATA_MAP(CAboutDlg)

//}}AFX_DATA_MAP

}

BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialog)

//{{AFX_MSG_MAP(CAboutDlg)

No message handlers

//}}AFX_MSG_MAP

END_MESSAGE_MAP()

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CMoPhongDlg dialog

CMoPhongDlg::CMoPhongDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/)

: CDialog(CMoPhongDlg::IDD, pParent)

{

//{{AFX_DATA_INIT(CMoPhongDlg)

NOTE: the ClassWizard will add member initialization here //}}AFX_DATA_INIT

Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in

Win32

m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME);

}

void CMoPhongDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)

{

CDialog::DoDataExchange(pDX);

Đo lường và tự động điều khiển

//{{AFX_DATA_MAP(CMoPhongDlg) DDX_Control(pDX, IDC_LED1, m_led1); DDX_Control(pDX, IDC_LED10, m_led10); DDX_Control(pDX, IDC_LED2, m_led2); DDX_Control(pDX, IDC_LED3, m_led3); DDX_Control(pDX, IDC_LED4, m_led4); DDX_Control(pDX, IDC_LED5, m_led5); DDX_Control(pDX, IDC_LED6, m_led6); DDX_Control(pDX, IDC_LED7, m_led7); DDX_Control(pDX, IDC_LED8, m_led8); DDX_Control(pDX, IDC_LED9, m_led9); //}}AFX_DATA_MAP

}

BEGIN_MESSAGE_MAP(CMoPhongDlg, CDialog)

//{{AFX_MSG_MAP(CMoPhongDlg)

ON_WM_SYSCOMMAND()

ON_WM_PAINT()

ON_WM_QUERYDRAGICON()

ON_BN_CLICKED(IDC_HANGCHUC, OnHangchuc)

ON_BN_CLICKED(IDC_HANGDONVI, OnHangdonvi)

ON_BN_CLICKED(IDC_HANGNGHIN, OnHangnghin)

ON_BN_CLICKED(IDC_HANGTRAM, OnHangtram)

ON_BN_CLICKED(IDC_HANGVAN, OnHangvan)

ON_BN_CLICKED(IDC_PAUSE, OnPause)

ON_BN_CLICKED(IDC_RESET, OnReset)

ON_BN_CLICKED(IDC_REVERSE, OnReverse)

ON_WM_TIMER()

ON_BN_CLICKED(IDC_START, OnStart)

ON_WM_DESTROY()

ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON1, OnButton1)

//}}AFX_MSG_MAP

END_MESSAGE_MAP()

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CMoPhongDlg message handlers

BOOL CMoPhongDlg::OnInitDialog()

{

Đo lường và tự động điều khiển

CDialog::OnInitDialog();

Add “About…” menu item to system menu.

IDM_ABOUTBOX must be in the system command range. ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX); ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);

CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);

if (pSysMenu != NULL)

{

CString strAboutMenu;

strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);

if (!strAboutMenu.IsEmpty())

{

pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR); pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING,

IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);

}

Set the icon for this dialog. The framework does this automatically

when the application’s main window is not a dialog

SetIcon(m_hIcon, TRUE); // Set big icon

SetIcon(m_hIcon, FALSE); // Set small icon

TODO: Add extra initialization here m_1=0;

m_2=m_3=m_4=m_5=m_6=m_7=m_8=m_9=m_10=0; m_led1.SetWindowText(“0”); m_led2.SetWindowText(“0”); m_led3.SetWindowText(“0”); m_led4.SetWindowText(“0”); m_led5.SetWindowText(“0”); m_led6.SetWindowText(“0”); m_led7.SetWindowText(“0”); m_led8.SetWindowText(“0”); m_led9.SetWindowText(“0”); m_led10.SetWindowText(“0”);

m_degree=0;

Đo lường và tự động điều khiển

temp=TRUE;

t=0;

m_vong=0;

return TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control

}

void CMoPhongDlg::OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam) {

if ((nID & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX)

{

CAboutDlg dlgAbout;

dlgAbout.DoModal();

}

else

{

CDialog::OnSysCommand(nID, lParam);

}

If you add a minimize button to your dialog, you will need the code below

to draw the icon. For MFC applications using the document/view model,
this is automatically done for you by the framework.

void CMoPhongDlg::OnPaint()

{

if (IsIconic())

{

CPaintDC dc(this); // device context for painting

SendMessage(WM_ICONERASEBKGND, (WPARAM) dc.GetSafeHdc(), 0);

// Center icon in client rectangle

int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON);

int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON);

CRect rect;

GetClientRect(&rect);

int x = (rect.Width() – cxIcon + 1) / 2;

int y = (rect.Height() – cyIcon + 1) / 2;

Đo lường và tự động điều khiển

Draw the icon dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon);

}

else

{

CClientDC pDC(this);

OnDraw(&pDC);

CDialog::OnPaint();

}

The system calls this to obtain the cursor to display while the user drags

the minimized window.

HCURSOR CMoPhongDlg::OnQueryDragIcon()

{

return (HCURSOR) m_hIcon;

}

void CMoPhongDlg::OnHangchuc()

{

if(m_4==9) m_4=0;

else

m_4++;

CString s;

s.Format(“%d”,m_4);

m_led4.SetWindowText(s);

m_vong=m_1*10000+m_2*1000+m_3*100+m_4*10+m_5;

}

void CMoPhongDlg::OnHangdonvi()

{

if(m_5==9) m_5=0;

else

m_5++;

CString s;

s.Format(“%d”,m_5);

m_led5.SetWindowText(s);

m_vong=m_1*10000+m_2*1000+m_3*100+m_4*10+m_5;

Đo lường và tự động điều khiển

}

void CMoPhongDlg::OnHangnghin()

{

if(m_2==9) m_2=0;

else

m_2++;

CString s;

s.Format(“%d”,m_2);

m_led2.SetWindowText(s);

m_vong=m_1*10000+m_2*1000+m_3*100+m_4*10+m_5;

}

void CMoPhongDlg::OnHangtram()

{

if(m_3==9) m_3=0;

else

m_3++;

CString s;

s.Format(“%d”,m_3);

m_led3.SetWindowText(s);

m_vong=m_1*10000+m_2*1000+m_3*100+m_4*10+m_5;

}

void CMoPhongDlg::OnHangvan()

{

if(m_1==9) m_1=0;

else

m_1++;

CString s;

s.Format(“%d”,m_1);

m_led1.SetWindowText(s);

m_vong=m_1*10000+m_2*1000+m_3*100+m_4*10+m_5;

}

void CMoPhongDlg::OnPause()

Đo lường và tự động điều khiển

{

KillTimer(1);

}

void CMoPhongDlg::OnReset()

{

m_1=m_2=m_3=m_4=m_5=m_6=m_7=m_8=m_9=m_10=0; // thiet lap ve khong

m_led1.SetWindowText(“0”);

m_led2.SetWindowText(“0”);

m_led3.SetWindowText(“0”);

m_led4.SetWindowText(“0”);

m_led5.SetWindowText(“0”);

m_led6.SetWindowText(“0”);

m_led7.SetWindowText(“0”);

m_led8.SetWindowText(“0”);

m_led9.SetWindowText(“0”);

m_led10.SetWindowText(“0”);

KillTimer(1);

}

void CMoPhongDlg::OnReverse()

{

if(temp==TRUE)

temp=FALSE;

else

{

temp=TRUE;

}

void CMoPhongDlg::OnDraw(CDC *pDC)

{

CRect rectWin;

GetWindowRect(rectWin);

rectWin.top+=32;

CWnd*pWnd=GetDlgItem(IDC_DISPLAY);

CRect rectD;

pWnd->GetWindowRect(rectD);

int cx,cy;

Đo lường và tự động điều khiển

cx=rectD.CenterPoint().x;

cy=rectD.CenterPoint().y;

cx-=rectWin.left;

cy-=rectWin.top;

CBrush brush(RGB(0,255,0));

CBrush * oldBrush=pDC->SelectObject(&brush); CPen *pen=new CPen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,255)); CPen*oldPen =pDC->SelectObject(pen); pDC->Ellipse(cx -50,cy-50,cx+50,cy+50); CPen*pen1=new CPen(PS_SOLID,3,RGB(255,0,0)); CPen*oldPen1 =pDC->SelectObject(pen1);

double angle;

angle =m_degree*3*3.14/180;

pDC->MoveTo(cx,cy);

pDC->LineTo(cx+(int)(50*sin(angle)),cy-(int)(50*cos(angle)));

angle+=3.14/3;

pDC->MoveTo(cx,cy);

pDC->LineTo(cx+(int)(50*sin(angle)),cy-(int)(50*cos(angle)));

angle+=3.14/3;

pDC->MoveTo(cx,cy);

pDC->LineTo(cx+(int)(50*sin(angle)),cy-(int)(50*cos(angle)));

angle+=3.14/3;

pDC->MoveTo(cx,cy);

pDC->LineTo(cx+(int)(50*sin(angle)),cy-(int)(50*cos(angle)));

angle+=3.14/3;

pDC->MoveTo(cx,cy);

pDC->LineTo(cx+(int)(50*sin(angle)),cy-(int)(50*cos(angle)));

angle+=3.14/3;

pDC->MoveTo(cx,cy);

pDC->LineTo(cx+(int)(50*sin(angle)),cy-(int)(50*cos(angle)));

pDC->MoveTo(cx,cy);

pDC->LineTo(cx+(int)(50*sin(angle)),cy-(int)(50*cos(angle)));

pDC->SelectObject(oldBrush);

pDC->SelectObject(oldPen);

pDC->SelectObject(oldPen1);

}

void CMoPhongDlg::OnTimer(UINT nIDEvent)

Đo lường và tự động điều khiển

{

if(temp==TRUE)

{

m_degree++;

if(m_degree>=120) m_degree=0;

}

else

{

m_degree–;

if(m_degree<=0) m_degree=120;

}

if(m_10<9)

m_10++;

else

{

m_10=0;

if(m_9<9)

m_9++;

else

{

m_9=0;

if(m_8<9)

m_8++;

else

{

m_8=0;

if(m_7<9)

m_7++;

else

{

m_7=0;

if(m_6<9)

m_6++;

else

MessageBox(“Tran

So”,”Warning”,MB_OK);

}

Đo lường và tự động điều khiển

t++;

if(t==100)

{

t=0;

CString s6,s7,s8,s9,s10;

s6.Format(“%d”,m_1);

s7.Format(“%d”,m_2);

s8.Format(“%d”,m_3);

s9.Format(“%d”,m_4);

if(m_5<=2)

s10.Format(“%d”,m_5+1);

else

if((m_5>2)&&(m_5<5))

s10.Format(“%d”,m_5-1);

else

if(m_5==5||m_5==7)

s10.Format(“%d”,m_5);

else

if((m_5>5)&&m_5<7)

s10.Format(“%d”,m_5+1);

else

s10.Format(“%d”,m_5-1);

m_led6.SetWindowText(s6);

m_led7.SetWindowText(s7);

m_led8.SetWindowText(s8);

m_led9.SetWindowText(s9);

m_led10.SetWindowText(s10);

}

CClientDC pDC(this);

OnDraw(&pDC);

CDialog::OnTimer(nIDEvent);

}

void CMoPhongDlg::OnStart()

{

UpdateData(TRUE);

SetTimer(1,(int)(1000/m_vong),NULL);

Đo lường và tự động điều khiển

}

CScrollBar* CMoPhongDlg::GetScrollBarCtrl(int nBar) const {

TODO: Add your specialized code here and/or call the base class return CDialog::GetScrollBarCtrl(nBar);

}

void CMoPhongDlg::OnDestroy()

{

CDialog::OnDestroy();

KillTimer(1);

}

void CMoPhongDlg::OnButton1()

{

OnOK();

}

Phần giao diện

II. Lý Thuyết thực hiện.

1. Cơ sở lý thuyết. Sơ đồ khối

Đo lường và tự động điều khiển


Khối nhập	Khối hiển	Khối
dữ liệu	thị (LCD)	nguồn

Khối xử lý Khối mạch

trung tâm động lực

Khối	Khối thu	Động cơ
khuếch đại	phát

Đo lường và tự động điều khiển

Sơ đồ nguyên lý.

Đo lường và tự động điều khiển

III.Phân tích chức năng từng khối.

.Khối vi xử lý b. Khối hiển thị.

c.Khối nhập giá trị tốc độ.

d.Khối đo tốc độ động cơ.

e.Khối động lực

g.Khối nguồn

h.Khối động cơ

IV.Giới thiệu linh kiện sử dụng trong mạch:

1 – IC khuếch đại LM324

– Vi điều khiển 80c52
– LCD. ,74HC14,điện trở quang….
– Một số linh kiện phụ khc: thạch anh 12 Mhz, sensor thu phát hồng ngoại, tụ 33p, tụ 10 uF, trở…

– Môtơ điện một chiều DC 12V

V .Mô tả các modul

1.Khối vi xử lý Điều khiển tốc độ động cơ:

Giới thiệu:

Mục đích của điều khiển tốc độ động cơ là đưa ra tín hiệu biểu diễn tốc độ yêu cầu, và đi ều khiển động cơ theo tốc độ đấy. Bộ điều khiển có thể có hoặc không th ật sự đo tốc độ độ ng cơ. Nếu có thì goi là điều khiển t ốc độ có phản hồi hoặc điều khiển tốc độ vòng kín, nếu không thì gọi là điều khiển t ốc độ vòng mở. Điều khiển tốc độ có phản hồi tốt hơn nhưng phức tạp hơn.

Động cơ có rất nhiều kiểu, và đầu ra của bộ điều khiển tốc độ của động cơ với các d ạng khác nhau là khác nhau.

Lý thuyết điều khiển tốc độ động cơ một chiều:

Tốc độ củ a động cơ một chiều tỉ lệ trực ti ếp với nguồ n cấp, vì vậy nếu ta giảm điện áp cung cấp từ 12V xuống 6V, động cơ sẽ chạy với tốc độ bằng một nửa trước đó.

Bộ đ iều khiển tốc độ động cơ làm việc trên nguyên lý biến đổi đ iện áp trung bình cấp cho độ ng cơ. Có thể đơn giản chỉ bằng cách đ iều chỉnh điện áp cung cấp, nhưng như thế sẽ không hiệu quả. Cách tốt hơn là tắt nguồn cấp cho

Đo lường và tự động điều khiển

động cơ thật nhanh. Nếu động tác tắt này đủ nhanh thì động cơ không kịp

nhận ra sự thay đổi đó mà chỉ nhận ra được hi ệu ứng trung bình thôi. Khi bật, nguồn có giá trị 12V; khi tắt, nguồn có giá tr ị 0V. Nếu ta tắt nguồn với một lượng thời gian b ằng với khi nó được bật thì động cơ sẽ nhận được giá trị trung bình là 6V, và sẽ chạy chậm đi theo tỉ lệ đó.

Chuyển mạch để bật tắt nguồn này gọi là on-off switching, được chế tạo bằng MOSFET.

Ta dùng vi xử lý 8051.

Những tính chất đặc trưng của họ vi điều khiển MCS-51:

Đơn vị xử lý trung tâm (CPU) 8 bit đã được tối ưu hoá để đáp ứng các chức năng điều khiển .

Khối lôgic (ALU) xử lý theo bit nên thuận tiện cho các phép toán logic Boolean.

Bộ tạo dao động giữ nhịp được tích hợp bên trong với tần số 12MHz.

Giao diện nối tiếp có khả năng hoạt động song song, đồng bộ.

Các cổng vào/ra hai hướng và từng đường dẫn có thể được định địa chỉ một cách tách biệt.

Có năm hay sáu nguồn ngắt với hai mức ưu tiên .

Hai hoặc ba bộ đếm định thời 16 bit.

Bus và khối định thời tương thích với các khối ngoại vi của bộ vi xử lý 8085/8088.

Dung lượng của bộ nhớ chương trình (ROM) bên ngoài có thể lên tới 64 kbyte.

Dung lượng của bộ nhớ dữ liệu (RAM) bên ngoài có thể lên tới 64 kbyte.

Dung lượng của bộ nhớ ROM bên trong có thể lên đến 8 kbyte.

Dung lượng bộ nhớ RAM bên trong có thể đạt đến 256 byte.

Tập lệnh phong phú.

2.1. Cấu trúc chung :

Đo lường và tự động điều khiển

2.1.1. Sơ đồ khối :

S ơ đồ khối tổng quát của một vi điều khiển 8051 có thể được mô tả như sau:

Nguồn ngắt ngoài Đếm sự kiện.

		4Kbyte
			128byte
	Nguồn
Điều khiển
Điều khiển		Bộ nhớ
ngắt.	ngắt	Bộ nhớ	Bé nhí
ngắt.	ngắt	chương	Bé nhí
	trong.	chương	RAM
	trong.	trình	RAM
		trình	trong
		trong.	trong
		trong.

2bộ đếm

định thời

CPU

Khối

Port

Giao

đ.khiển

diện

quản lý

nối

Bộ tạo dao

tiép.

Bus.

động

XTAL 1.2

|PSEN/ALE

Cổng I/O

Cæng

Cổng I/O

Đchỉ

I/O

Đchỉ cao

Các chức

thấp

8 bit

Dữ liệu 8

năng đắc biệt

Đo lường và tự động điều khiển

Chức năng của từng khối :

* Khối xử lý trung tâm CPU:

Phần chính của bộ vi xử lý là khối xử lý trung tâm (CPU=Central Processing Unit ), khối này có chứa các thành phần chính :

+Thanh ghi tích luỹ (ký hiệu là A );

+Thanh ghi tích luỹ phụ (ký hiệu là B ) thường được dùng cho phép nhân và phép chia ;

+Khối logic số học (ALU=Arithmetic Logical Unit) ;

+Từ trạng thái chương trình (PSW= Program Status Word ); +Bốn băng thanh ghi .

+Con trỏ ngăn x ếp (SP=Stack Point) cũng như con trỏ dữ liệu để định địa chỉ cho bộ nhớ dữ liệu ở bên ngoài;

Ngoài ra, khối xử lý trung tâm còn chứa:

-Thanh ghi đếm chương trình (PC= Progam Counter ); -Bộ giải mã lệnh;

-Bộ điều khiển thời gian và logic;

Sau khi được Reset, CPU b ắt đầu làm việc tại địa chỉ 0000h, là địa chỉ đầu được ghi trong thanh ghi chứa ch ương trình (PC) và sau đó, thanh ghi này sẽ tăng lên 1 đơn vị và chỉ đến các lệnh tiếp theo của chương trình.

*Bộ tạo dao động:

Đo lường và tự động điều khiển

Khố i xử lý trung tâm nhậ n trực tiếp xung nhịp từ bộ tạo dao động đượ c lắp thêm vào, linh kiện phụ trợ có thể là một khung dao động làm bằng tụ gốm hoặc th ạch anh. Ngoài ra, còn có thể đưa một tín hiệu giữ nhịp từ bên ngoài vào.

*Khối điều khiển ngắt:

Chươ ng trình đang chạy có thể cho dừng lại nhờ một khố i logic ng ắt ở bên trong. Các nguồ n ng ắt có thể là: các biến cố ở bên ngoài, sự tràn bộ đếm/bộ định thời hay có th ể là giao diện n ối ti ếp. Tất cả các ng ắt đều có thể được thiết lập chế độ làm việc thông qua hai thanh ghi IE (Interrupt Enable) và IP (Interrupt Priority).

*Khối điều khiển và quản lý Bus :

Các kh ối trong vi điều khiển liên lạc với nhau thông qua hệ thống Bus nội bộ được điều khiển bởi khối điều khiển quản lý Bus.

*Các bộ đếm/định thời:

Vi đi ều khiển 8051 có chứa hai b ộ đếm ti ến 16 bit có thể hoạt động nh ư là bộ định thời hay bộ đếm sự kiện bên ngoài hoặc như bộ phát tốc độ Baud dùng cho giao diện nối tiếp. Trạng thái tràn bộ đếm có thể được kiểm tra trực tiếp hoặc được xoá đi bằng một ngắt.

*Các cổng vào/ra:

Vi điều khiển 8051 có bốn cổng vào/ra (P0 .. P3), mỗi cổng chứa

bit, độc lập với nhau. Các cổng này có thể được sử dụng cho những mục đích điều khiển rất đa dạng. Ngoài chức năng chung, một số cổng còn đảm nhận thêm một số chức năng đặc biệt khác.

*Giao diện nối tiếp:

Giao diện nối tiếp có chứa một bộ truyền và mộ t bộ nhận không đồng bộ làm việc độc lập với nhau. Bằng cách đấu nối các bộ đệm thích h ợp, ta có thể hình thành một cổ ng nối tiếp RS -232 đơn giản. Tốc độ truyền qua cổng nối tiếp có thể đặt được trong một vùng rộng phụ thuộc vào một bộ định thời và tần số dao động riêng của thạch anh.

*Bộ nhớ chương trình:

Bộ nhớ chương trình thường là bộ nhớ ROM (Read Only Memory), bộ nhớ chương trình được sử dụng để cất giữ chương trình điều khiển hoạt động của vi điều khiển.

*Bộ nhớ số liệu:

Đo lường và tự động điều khiển

Bộ nhớ số liệu th ường là bộ nhớ RAM (Ramdom Acces Memory), b ộ nh ớ số li ệu dùng để cất giữ các thông tin tạm thời trong quá trình vi điều khiển làm việc.

2.1.2. Sự sắp xếp chân ra của vi điều khiển 8051:

Phần lớn các bộ vi điều khiển 8051 được đóng vào vỏ theo kiểu hai hàng DIL(Dual In Line) với tổng số là 40 chân ra, một số ít còn lại được đóng vỏ theo kiểu hình vuông PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) v ới 44 chân và loại này thường được dùng cho những hệ thống cần thiết phải tiết kiệm diện tích.

	P1 0		VCC	+ 5V
	P1 0		VCC	+ 5V
P1 1			P0 0	(A/D	0)


	P1 2		P0 1	(A/D	1)



	P1 3		P0 2	(A/D	2)



	P1 4		P0 3	(A/D	3)



	P1 5		P0 4	(/D	4)



	P1 6	8051	P0 5	(A/D	5)



	P1 7		P0 6	(A/D	6)



	RST		P0 7	(A/D	7)



(RxD)	P3 0		\|EA



(TxD)	P3 1		ALE



( \|INT0)	P3 2		\|PSEN



( \|INT1)	P3 3		P2 7	(A15)



(T0)	P3 4		P2 6	(A14)



(T1)	P3 5		P2 5	(A13)



( \|WR)	P3.6		P2.4	(A12)



( \|RD)	P3 7		P2 3	(A11)



XTAL2			P2 2	(A10)



XTAL2			P2 1	(A9)



GND			P2 0	(A8)

Hình 2.2: Sơ đồ chân của vi mạch 8051 DIL.

Bảng 2.1: Chức năng các chân của vi điều khiển 8051.

	Ký hiệu	Chức năng
1–>8	P1.0–>P1.7	Cổng giả hai hướng P1, có thể tự do sử dụng
9	Reset	Lối vào Reset, khi hoạt động ở mức High(1)
10–>17	P3.0–>P3.7	Cổng giả hai hướng P3, sắp xếp tất cả các
		đường dẫn với chức năng đặc biệt

Đo lường và tự động điều khiển

18	XTAL2	Lối ra của bộ dao động thạch anh bên trong
19	XTAL1	Lối vào của bộ dao động thạch anh bên
		trong
20	Vss	Nối mát ( 0V )
21–>28	P2.0–>P2.7	Cổng giả hai hướng P2, chức năng đặc biệt
		là các đường dẫn địa chỉ A8..A15
29	\|PSEN	Progam Strobe Enable, xuất ra các xung đọc
		dùng cho bộ nhớ chương trình bên ngoài
30	ALE	Address Latch Enable, xuất ra các xung điều
		khiển để lưu trữ trung gian các địa chỉ
31	\|EA	External Access, khi được nối với mát là để
		làm việc với ROM ngoại vi
32–>39	P1.0–>P1.7	Cổng hai hướng cực máng hở P0 hay Bus dữ
		liệu hai hướng dùng cho ROM, RAM và
		thiết bị ngoại vi đồng thời cũng chuyển giao
		8 bit địa chỉ thấp
40	Vdd	Nguồn nuôi dương ( +5V )

Các chân ra của bộ vi điều khiển 8051 gồm có:

*EA: Đóng vai trò quy ết định xem vi điều khiển làm vi ệc với chương trình bên trong hay bên ngoài. Với loại 8051 không có ROM trong thì chân này phải được nối với mát. Loại thông thường có thể làm việc tuỳ theo cách lựa chọn giữa ROM trong hay ROM ngoài, khi đang ở chế độ làm việc với bộ nhớ ROM trong, loại có chứa bộ nhớ ROM có thể truy nhập tự động lên bộ nhớ chương trình bên ngoài.

*Reset: Trạng thái Reset được thiết lập bằng cách giữ tín hiệu Reset ở mức cao trong thời gian ít nhất là 2 chu kỳ máy.

*ALE: Tín hiệu chốt 8 bit địa chỉ thấp trong suốt quá trìng truy nhập bộ

nhớ mở rộng. Thông thường tín hiệu ALE được phát ra với tần số bằng 1/6

tần số dao động thạch anh và có thể sử dụng với mục đích định thời gian hoặc

xung nhịp đồng hồ ngoài. Tuy nhiên, tín hiệu ALE sẽ bị bỏ qua trong mỗi quá

trình truy nhập bộ nhớ dữ liệu ngoài.

*PSEN: Tín hiệu đọc bộ nhớ chương trình ngoài, khi vi điều khiển truy nhập bộ nhớ chương trình nội thì PSEN được đặt ở mức cao.

*XTAL1, XTAL2: M ột bộ tạo tín hiệu gi ữ nh ịp v ới t ần s ố được xác định bởi bộ cộng hưởng thạch anh được lắp thêm vào, tần số này xác định tốc độ

Đo lường và tự động điều khiển

làm củ a bộ vi đi ều khiển. Thông thường các lệnh được thực hiện bằng 1/12 tần số dao động của thạch anh.

Các bộ đếm cố thể làm việc trong nhiều chế độ khác nhau. Khi hoạt động như là bộ định thời, các bộ đếm nh ận được các xung từ một bộ chia trước ở bên trong, bộ này chia tần số riêng của bộ cộng hưởng thạch anh cho 12 .

Thay cho một bộ định thời 16 bit, một bộ đinh thời 8 bit có thể được tạo ra bằng việc nạp tự động sau khi cấp nguồn, các xung dẫn từ bên ngoài vào qua T0 và T1 cũng có thể được đếm, các xung này có tần số cực đại bằng 1/24 giá trị tần số của bộ cộng hưởng thạch anh.

*P0..P3: Các công vào/ra.

Cổng P3 cũng đảm nhận một số chức năng đặc biệt của bộ vi điều khiển :

Chân	Ký hiệu	Chức năng
P3.0	RxD	Nhận dữ liệu vào bộ nhớ qua cổng nối tiếp
P3.1	TxD	Truyền dữ liệu vào bộ nhớ qua cổng nối tiếp
P3.2	\|INT0	Ngắt ngoài 0
P3.3	\|INT1	Ngắt ngoài 1
P3.4	T0	Lối vào của Timer 0
P3.5	T1	Lối vào của Timer 1
P3.6	\|WR	Viết vào bộ nhớ
P3.7	\|RD	Đọc bộ nhớ
2.2 Tổ chức bộ nhớ:
2.2.1.	Cấu trúc chung của bộ nhớ:

Tất cả các vi đ iều khiển thuộc họ MCS-51 đều phân chia bộ nhớ thành hai vùng địa chỉ cho bộ nh ớ d ữ liệu và bộ nhớ chương trình. Sự phân chia logic giữa bộ nh ớ d ữ li ệu và bộ nhớ chương trình cho phép truy nhập bộ nhớ dữ liệu bằng 8 bit địa chỉ giúp cho việc lưu trữ và thao tác dữ liệ u nhanh hơn.Tuy nhiên, chúng ta có thể sử dụng địa chỉ bộ nhớ dữ liệu 16 bit thông qua thanh ghi DPTR.

Bộ nhớ chươ ng trình là loại bộ nhớ chỉ cho phép đọc, không cho phép ghi. Một số vi đ iều khiển được tích hợp sẵn bộ nhớ ch ương trình bên trong với dung lượng khoảng 4kbyte hay 8 kbyte, số còn lại phải sử dụng bộ chương

Đo lường và tự động điều khiển

trình mở rộng mà quá trình truy nhập được thực hiện thông qua sự điều khiển bằng tín hiệu PSEN (Progam Strobe Enable).

Tuy nhiên, vi đi ều khiển 8051 cho phép ta sử dụ ng đến 64kbyte bộ nhớ chương trình bằng cách sử dụng cả bộ nhớ chương trình bên trong và bên ngoài.

Bộ nhớ số liệu chiếm giữ vùng địa chỉ phân chia của bộ nhớ ch ương trình. Dung lượ ng củ a b ộ nhớ dữ liệu có thể mở rộng lên tới 64 kbyte. Trong quá trình truy nhập bộ nhớ s ố liệu, CPU phát ra các tín hiệu đọc và tín hiệu viết số liệu thông qua các chân RD và WR.

Bộ nhớ Chương trình

FFFFH Bộ

nhớ mở

rộng

\|EA=0		\|EA=1
Bộ nhớ		Bộ nhớ
ngoài		trong

	0000H
\|PSEN

Bộ nhớ Số liệu

Bộ

nhớ

FFH mở

rộng

00H

|WR |RD

Hình 2.3: Cấu trúc bộ nhớ của họ MCS-51.

Chúng ta có thể kết hợp bộ nhớ chương trình mở rộng với bộ nhớ số liệu mở rộng bằng cách cho hai tín hiệu RD và PSEN qua mộ t cổng logic AND, lối ra của cổng AND này sẽ tạo tín hiệu đọc cho bộ nhớ mở rộng.

Đo lường và tự động điều khiển

2.2.2. Bộ nhớ chương trình:

Sau khi Reset, CPU bắt đầu thực hiện chương trình từ địa chỉ 0000H. Vùng đầu của bộ nh ớ chương trình là vùng chứa các vector ngắt, mỗ i ngắt đượ c phân chia mộ t vùng địa ch ỉ cố định trong trong bộ nhớ chương trình. Khi xuất hiện ngắt, CPU sẽ nhảy tới địa ch ỉ này, đây cũng là địa chỉ đầu của chương trình con phục vụ ngắt. Các vector ngắt cách nhau 8 byte, vì vậy nếu chương trình con phục vụ ngắt quá dài (>8 byte) thì tại vector ngắt ta phải đặt một l ệnh nhảy không điều kiện tới vùng địa chỉ khác chứa chương trình con phục vụ ngắt.

2.2.3. Bộ nhớ số liệu:

Phía bên phải củ a Hình 2.3 biểu di ễn không gian bộ nhớ dữ li ệu của MCS-51. Chúng ta có thể sử d ụng tới 64 Kbyte bộ nhớ số liệu ngoại vi. Độ rộng bus địa chỉ của bộ nh ớ s ố liệu ngoài có thể là 8 bit hoặc 16 bit. Bus địa ch ỉ rộng 8 bit th ường được s ử dụng để liên kết với một hoặc nhiều đường vào ra khác để định địa chỉ cho RAM theo trang. Trong trườ ng hợp bus đị a chỉ rộng 16 bit, cổng P2 sẽ phát ra 8 bit địa ch ỉ cao còn cổng P1 sẽ phát ra 8 bit địa chỉ th ấp. Bằng cách này, ta có thể truy nhập trực tiếp lên bộ nhớ dữ liệu ngoài với độ lớn tối đa là 64 Kbyte.

Bộ nhớ số liệu trong được chia ra làm 3 vùng:

+128 byte cao.

+128 byte thấp.

+Vùng dành cho các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR).

Địa chỉ củ a bộ nhớ số liệu trong luôn là 8 bit, và có thể quản lý được 256 byte bộ nhớ.

Tuy nhiên, trên thực t ế cách định địa chỉ của bộ nhớ RAM trong có thể quản lý tới 384 byte.

Bản đồ bộ nhớ trên chíp:

Đo lường và tự động điều khiển

RAM đa dụng

ACC

D0 D7 D D D D D2 D D0 PSW
6	5	4	3	1



30									B8	–	–	–	B	B	B	B	B8	IP
													C	B	A	9


2F	7	7	7	7	7	7	7	78
	F	E	D	C	B	A	9


2E	7	76	75	74	7	72	7	70	B0	B7	B	B	B4	B3	B2	B	B0	P.3
	7				3		1				6	5				1


2	6	6	6	6	6	6	6	68
D	F	E	D	C	B	A	9


2	6	66	65	64	6	62	6	60	A8	AF			A	A	A	A	A8	IE
C	7				3		1						C	B	A	9


2	5	5	5	5	5	5	5	58
B	F	E	D	C	B	A	9


2	5	56	55	54	5	52	5	50	A0	A7	A	A	A	A	A2	A	A0	P2
A	7				3		1				6	5	4	3		1


29	4	4	4	4	4	4	4	48

Đo lường và tự động điều khiển


	F	E	D	C	B	A	9


28	4	46	45	44	4	42	4	40	99	Không được địa chỉ hoá bit								SBUF
	7				3		1


27	3	3	3	3	3	3	3	38	98	9F	9	9	9C	9B	9A	99	98	SCO
	F	E	D	C	B	A	9				E	D						N


26	3	36	35	34	3	32	3	30
	7				3		1


25	2	2	2	2	2	2	2	28	90	97	96	95	94	93	92	91	90	P1
	F	E	D	C	B	A	9


24	2	26	25	24	2	22	2	20
	7				3		1


23	1	1	1	1	1	1	1	18	8D	Không được địa chỉ hoá bit								TH1
	F	E	D	C	B	A	9


22	1	16	15	14	1	12	1	10	8C	Không được địa chỉ hoá bit								TH0
	7				3		1


21	0	0	0	0	0	0	0	08	8B	Không được địa chỉ hoá bit								TL1
	F	E	D	C	B	A	9


20	0	06	05	04	0	02	0	00	8A	Không được địa chỉ hoá bit								TL0
	7				3		1


1F				Bank 3					89	Không được địa chỉ hoá bit								TMO
																		D


18									88	8F	8	8	8C	8B	8A	89	88	TCO
											E	D						N


17				Bank 2					87	Không được địa chỉ hoá bit								PCO
																		N


10


0F				Bank 1					83	Không được địa chỉ hoá bit								DPH

Đo lường và tự động điều khiển


08		82	Không được địa chỉ hoá bit								DPL


07	Bank thanh ghi 0	81	Không được địa chỉ hoá bit								SP


00	(Mặc định cho R0 -R7)	88		86	85	84	83	82	81	80	P0

2.2.4. Thanh ghi ghi chức năng đặc biệt (SFR= Special Function Registers):

Vi đ iều khiển 8051 là một bộ vi điều khiển đa năng với nhiều chế độ hoạt động khác nhau được thiết lập thông qua các thanh ghi chức năng đặc biệt SFRs.

Các thanh ghi chức năng đặc biệt của vi điều khiển 8051 gồm có:

+P0, P1, P2, P3: Các cổng vào ra, mỗi bít ứng với 1 chân của vi điều khiển. Các chân này hoạt động ở mức logic âm.

+SP (Stack Pointer): Đây là con trỏ ngăn xếp của vi điều khiển. Thanh ghi này cho biết địa chỉ truy nhập tiếp theo trong bộ nhớ RAM.

+DPH, DPL (Data Pointer High, Data Pointer Low): Tạo thành 1 cặp thanh ghi con trỏ dữ liệu DPTR 16 bit.

+PCON (Power Control): Thanh ghi này được sử dụng để điều khiển công suất của vi điều khiển. Ngoài ra bit PCON.7 con cho phép sủ dụng để tăng gấp đôi tốc độ baud khi truyền qua cổng nối tiếp.

+TCON (Timer Control): Thiết lập cấu hình làm việc cho bộ Timer/Counter.

+TMOD (Timer Mode): Xác định chế độ làm việc cho từng bộ Timer/Counter.

+TL0/TH0 (Timer 0 Low/High): Cặp thanh ghi tương ứng với Timer0.

+TL1/TH1 (Timer 1 Low/High): Cặp thanh ghi tương ứng với Timer1.

+SCON (Serial Control): Thiết lập cấu hình cho cổng nối tiếp.

Đo lường và tự động điều khiển

+SBUF (Serial Buffer): Bộ đệm khi truyền hoặc nhận dữ liệu qua cổng nối tiếp.

+IE (Interrupt Enable): Cho phép ngắt hoặc cấm ngắt.

+IP (Interrupt Priority): Thiết lập mức ưu tiên cho các ngắt.

+PSW (Program Status Word ): Thanh ghi từ trạng thái chương trình lưu tr ữ một s ố bit quan trọng được đặt hoặc xoá bởi các l ệnh của 8051: cờ nhớ, cờ nh ớ ph ụ, cờ tràn và cờ chẵn lẻ. Ngoài ra, 2 bit RS0 và RS1 trong PSW còn cho phép chọn băng thanh ghi để làm việc trong bộ nhớ RAM trong.

+ACC (Accumulator): Thanh ghi tích luỹ, đây là một trong những thanh ghi được sử d ụng nhiều nhất trong vi điều khiển 8051. Thanh ghi này có ký hiệu là A.

+B (B Register): Thanh ghi B được sử dụng khi thực hiện các phép toán nhân, chia và cũng có thể được dùng như thanh ghi phụ hay thanh ghi lưu trữ số liệu tạm thời.

Các thanh ghi chức năng đặc biệt sẽ có thể đượ c nhận mộ t trạng thái nào đó cố định mỗi khi vi điều khi ển Reset (tuỳ thuộc vào mỗi thanh ghi). Sau đây là bảng trạng thái của các thanh ghi ngay sau khi Reset:

Bảng 2.2: Trạng thái khi reset của các thanh ghi.

Register	Reset to	Register	Reset to	Register	Reset to
A	00H	P2	FFH	SCON	00H
B	00H	P3	FFH	TCON	00H
DPTR	00H	PCON	0…….B	TMOD	00H
IE	0..00000B		0…0000B	TH0	00H
IP	…00000B	PSW	00H	TH1	00H
P0	FFH	SP	07H	TL0	00H
P1	FFH	SBUF	..H	TH1	00H

2.Khối hiển thị

Đo lường và tự động điều khiển

N ối ghép LCD với vi xử lý 8051: LCD gồm có hai hàng hàng đơn v ị, hàng ch ục, hàng trăm. Hàng đầu là giá tr ị nhập vào để động c ơ chạy, hàng thứ hai là giá trị m à thực chấ t động cơ chạy và đ ược hiển t hị trên LC D.

Hoạ t động củ a LCD:

Trong nhữ ng năm g ần đây, mà n hình tin h thể lỏng LCD (Liquid Crystal Display) n gày càng được sử d ụ ng rộng r ãi và đang dần thay thế các đèn LED (7 thanh và nhiều th anh). Đó l à do các n guyên nhâ n sau: -Màn hình LCD có giá thành h ạ

-Khả năng hiển thị số, ký tự và đồ hoạ tốt h ơn nhiều so với đ èn LED (đèn LED chỉ h iển thị đư ợc số và m ột số ký t ự).

-Sử dụng thêm một bộ điều khiển làm tươ i LCD và như vậy giải phóng CPU khỏ i công việc này. Còn đối v ớ i đèn LE D luôn cần CPU (hoặ c bằng cá ch nào đó) để du y trì vieec hiển thị dữ liệu.

-Dễ dàng lập trình c ác ký tự và đồ hoạ.

Mô tả chân củ a LCD:

LCD giới thiệu ở đây có 14 chân. Chức năng của các chân đư ợc trình bày trong bản g như sau:

Chân	Ký hiệu	I/O	Mô tả
1	V SS	–	Đất
2	V CC	–	Dương nguồn +5V
3	V EE	–	Nguồn đ iều khiển tương phản
4	RS	I	RS = 0 chọn thanh ghi lệnh
			RS = 1 chọn thanh ghi dữ liệ u
5	R /W	I	R/W = 1 đọc dữ liệu
			R/W = 0 ghi
6	E	I/O	Cho phé p
7	D B0	I/O	Bus dữ liệu 8 bits
8	D B1	I/O	Bus dữ liệu 8 bits
9	D B2	I/O	Bus dữ liệu 8 bits

Đo lường và tự động điều khiển

10	DB3	I/O	Bus dữ liệu 8 bits
11	DB4	I/O	Bus dữ liệu 8 bits
12	DB5	I/O	Bus dữ liệu 8 bits
13	DB6	I/O	Bus dữ liệu 8 bits
14	DB7	I/O	Bus dữ liệu 8 bits

RS (Register Select) – chọn thanh ghi:

Có hai thanh ghi rất quan trọ ng bên trong LCD. Chân RS được dùng để ch ọn các thanh ghi này. Nếu RS = 0 thì thanh ghi mã lệnh được chọn, cho phép ngườ i dùng gửi mộ t l ệnh chẳng hạn như xoá màn hình, đưa con trỏ về đầu dòng v.v…Nếu RS = 1 thì thanh ghi dữ liệu được chọn và cho phép người dùng gửi dữ liệu cần hiển thị lên LCD.

R/W (Read/Write) – chân đọc/ghi:

Chân vào đọc/ghi cho phép người dùng đọc/ghi thông tin từ/lên LCD. R/W = 0 thì đọc, R/W = 1 thì ghi.

E (Enable) – chân cho phép:

Chân E được LCD sử dụng để chốt thông tin hiện có trên chân dữ liệu. Khi

dữ liệu đượ c cấp đến chân d ữ liệu thì một xung mức Cao -xuống-thấp được áp đến chân E để LCD chốt dữ liệu trên chân dữ liệu. Xung này phải rộng tối thiểu 450ns.

6.D0 – D7:

Đây la 8 chân dữ liệu 8 bits, được dùng để gửi thông tin lên LCD hoặc đọc nội dung của các thanh ghi trong LCD.

Để hiển thị chữ cái và con số, mã ASCII của các chữ cái từ A đến Z, a đến z, và các con số tự 0 – 9 được gửi đến các chân này khi RS = 1.

Cũng có các mã lệnh được gửi đến LCD để xoá màn hình hoặc đưa con trỏ về đầu dòng hoặc nhấp nháy con trỏ.

Cũng có thể sử dụng RS = 0 để kiểm tra bit cờ bận xem LCD đã sẵn sàng

nhận thông tin chưa. Khi R/W = 1 và RS = 0 thì cờ bận D7 thực hiện các

chức năng như sau: Nếu D7 = 1 (cờ bận bằng 1) có nghĩa LCD đang bận các

công việc bên trong và sẽ không nhận bất kỳ thông tin mới nào, còn nếu D7 =

thì LCD sẵn sàng nhận thông tin mới. Trong mọi trường hợp cần kiểm tra cờ bận trước khi ghi bất kỳ dữ liệu nào lên LCD.

-LCD ghép nối với các cổng p1.0…..p1.7 cổng p1 là cổng dữ liệu dùng để chuyễndữ liệuvà chênh lệch giá trị , 3chân EN ,RW,RS được nối với các chân của vi xử lý có nhiệm vụ như đã nói ở trên ,chân thứ 15,16 lắp cho đèn LCD (ở đây ta không dùng )

Đo lường và tự động điều khiển

3 .Phần đo động cơ (khối sensor)

Về phần này thì gồm có những bộ phận sau:

Bộ thu phát hồng ngoại làm nhiệm vụ thu nhận tốc độ động cơ bằng Diode thu phát quang để đếm số vòng quay của động cơ qua một đĩa chắn quang gắn vào trục của motơ

Bộ so sánh ngưỡng LM324 làm nhiệm vụ chuyển tín hiệu từ bộ thu phát hồng ngoại thành tín hiệu TTL tương ứng đưa vào chân P1.0 của vi điều khiển.LM 324 có nhiệm vụ khuyếch đại thuật toán

74HC14 trigosmith hoạt truyền

JP1s

R2s

Rs1

Cs1

_C 10k

J2s

CON3

động theo sườn tránh các hoạt

		U1AsA	14	U2AsA
		4	14
3	+			R4s
3	+	1	1	2
2	–
		LM324		74HC14
		11	7	r3s

D3s

LED

động dao động trên đường

1	p33.4
1	4
	U3
	TLP621
2	3

Đo lường và tự động điều khiển

Nguyên lý ho ạt động của mạch: Việc đo tốc độ c ủa động cơ dựa vào quá trình đếm xung của vi xử lí thông qua các xung của bộ sensor thu phát ( ứng với mỗ i vòng quay của động cơ sensor sẽ phát 1 xung đưa về bộ đếm của vi xử lí) .

Thông qua chương trình được lập trình sẵn trong vi x ử lí ,mạch đếm sẽ tính toán số li ệu đo được và cho hiển thị kết quả. Với khả năng lập trình được vi xử lí cho phép tự động chọn thang đo ( có thể thay đổi khoảng th ời gian trong phép đo t ừ đó thay đổi thang đo theo giây hay phút …) . Ngoài ra , vi xử lí còn cho phép phát triển thêm các tính năng củ a mạch như điều khiển tố c độ của động cơ khi cần thi ết , lưu giữ các kết quả của các phép đ o trước đó mở rộ ng khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của mạch ( đo tần số , đo chu kì… ) . Nhờ sử dụng xung động bộ của thạch anh có độ chính xác và ổn định cao nên

xử lí cho phép loại bỏ sai số của hệ thống do sự “ chậm ” của thời điểm “mở” và “đóng” các xung của tín hiệu đi vào mạch tính toán.

4.Phần động lực

mạ ch cầu H có nhiệ m vụ điều khiển tốc độ động cơ, thay đổi điện áp đầu vào dẫn đến thay đổi thay đổi tốc độ của động cơ

Nguyên lý hoạt động của mạch cầu H:

R_IRF4
10K	3		3
Rh41		tD4
		IRF540
	2		2
		M-	M+
	2		2
Rh2		IRF9540
R1_IRF3
10K
	3		3

_tD3 R_IRF2

10K

₁IRF540 _Rh3

tD2

IRF9540 _Rh1

R_IRF1 10K

24V

Đo lường và tự động điều khiển

Mạ ch cầu H được mô tả trong hình dưới đ ây. Động cơ đượ c nố i với các cực âm và dương củ a nguồn. Chú ý là chỉ một MOSFET ở mỗi bên của động cơ được bật lên tại một thời điểm nếu không nó sẽ ngắn mạch và cháy.

Để động c ơ chạy theo chiều thuận, Q4 được bật, Q1 có tín hiệu điều chế độ rộng xung PWM. Dòng điện được chỉ ra trong hình dưới đây.

Q4 được giữ sao cho khi tín hiệu PWM mất đi, dòng điện tiếp tục chảy quanh vòng cuối quan đi ốt bên trong của Q3.

Đo lường và tự động điều khiển

Để động cơ chạy theo chiều ngược, Q3 được bật lên, Q2 có tín hiệu PWM:

Q3 được giữ sao cho khi tín hiệu PWM mất đi, dòng điện tiếp tục chảy trong vòng cuối của điốt trong Q4:

Để phục hồi, ví dụ như khi động cơ đang quay theo chiều nghịch, độ ng cơ (bây giờ đang hoạt độ ng như một máy phát) cho dòng đ iện chảy qua ph ần ứng, qua điốt của Q2, qua nguồn (và do đó nạp cho nó) và quay lại qua điốt của Q3:

Đo lường và tự động điều khiển

5.Phần nhập giá trị tốc độ ban đầu :

	R1	R10
		R10
1	2	R11	P0.0
	3	R12	P0.1
	4	R13	P0.2
	5	R14	P0.3
	5	R	P0.3
	6	R15	P0.4
	6	R	P0.4
	7	R16	P0.5
	7	R	P0.5
	8	R17	P0.6
	8	R	P0.6
	9	R	P0.7
		R
	RESISTOR SIP 9	R
		R

Khối này tương đối đơn giản nó chỉ gồm có các nút bấm hàng đơn vị hàng chục hàng trăm hàng nghìn và hàng vạn ,nút reset ,pause , đảo chi ều và nút start.nó được nối thông qua các điện trở R1 vào cac chân p0.0 đến p0.7 ta nhập các số vào nút bấm dữ liệu.

6.Khối động cơ : H

Hoạt động của độ ng cơ được xác định mỗi khi có sự thay đổI tín hi ệu xung nhận được khi có chùm sáng t ừ cả m biến phát quang chiếu qua khe đạt trên cánh động cơ xuống cả m bi ến thu quang .Tín hiệu thu được từ bộ cảm bi ến hồng ngoạI có tính chất tu ần hoàn do động cơ hoạt động theo chu kì .Chính vì vậy , ta có thể xác định số vòng quay trong 1s.

Đo lường và tự động điều khiển

Tín hiệu thu đựơc từ bộ cảm bi ến chưa ổn định do nhiều nguyên nhân khác nhau. Tín hiệu này được đưa vào IC khuếch đạI thuật toán để xử lý .Giá trị điện áp tín hiệu đượ c khuếch đạI lên khoảng 12V tạI đây tín hiệu được đưa vào chân p3.0 chờ xử lý.

Vi xử lý AT89c51 được lập trình vớI đầu vào p3.0 .Port vào ra

Port 0 : hàng đơn vị
Port 1: hàng chục
Port 2: hàng trăm

Đặc điể m n ổi bật của họ vi xử lý 8051 là khả n ăng xử lý dữ liệu theo từng bít .Vì vậy các bít được lập trình sau đó được xuất trực tiếp ra các chân cua LCD mà không cần thông phải qua bộ giải mã 74ls47 .

Chu kỳ lấy mẫu 1 s như vậy tốc độ động cơ được xác định bằng :

Tốc độ động cơ =( tổng số xung /1 s)/6

7.Khối nguồn

SW1

DIODE

HEADER 2

SW KEY-DPDT

LM7805

VIVO

GND

C38

CAP NP

RESISTOR

CAP

LED

Grd

Nguồn điện được thi ết kế riêng s ử dụng IC 7805 cho phép cung cấp điện áp ổn định 5 V với điện áp vào thay đổ i từ 9 –12 V. Mạch nguồn được thiết kế nhằm giảm thiểu sai số do sự không ổ n định củ a điện áp cung cấp cho mạ ch đếm và hạn chế sự ra tăng đi ện áp đột ngộ t gây hỏng linh kiện, cụ thể là 2 tụ C3 và C38 có nhiệm vụ ổn áp tránh dao động do dòng điện, hoặc các hiện tượng sụt áp, ngoài ra con diện trở R6 và con led có nhiệm vụ là bảo vệ nguồn

III, Phần mềm thực hiện thuật toán:

1. Lưu đồ thuật toán.

Đo lường và tự động điều khiển

Begin

Nhập tốc độ, đưa ra

LCD

Thay đổi giá

trị hay không

Tính độ rộng xung

Đưa ra động cơ

Lấy tín hiệu từ

sensor, đưa ra LCD

Lớn hơn sai	Giảm độ rộng xung
Lớn hơn sai	Giảm độ rộng xung
số cho phép

Tăng độ rộng

xung

Nhỏ hơn sai

số cho phép

Đo lường và tự động điều khiển

2. Mã nguồn chương trình:

IV .Thiết kế mạch

Sơ đồ mạch in

Đo lường và tự động điều khiển

Đánh giá sai số của mạch điện: a)Sai số hệ thống:

a1. Sai số do linh kiện.

Mạch điện có sử dụng một số linh kiện điện tử , các linh kiện này trong điều kiện thường đều có các sai số.

VD : trong vi xử lí 89c51 mỗi câu lệnh đều yêu cầu một thời gian trễ nhất định để thực hiện thời gian này lại phụ thuộc vào xung của bộ dao động thạch anh ( có sai số trong quá trình sản xuất ) điều này gây ảnh hưởng đến thời gian đếm các xung không còn chính xác như với hàm Delay : bộ định thời làm việc với tần số bằng 1/12 tần số thạch anh tức là bằng

12/12= 0.1 Mhz . Kết quả là mỗi nhịp xung đồng hồ có chu kỳ

T = 1/f = 1 Ms như vậy bộ đếm sẽ tiến hành đếm tăng sau mỗi chu kỳ T với dộ trễ được tính = số đếm * 1 Ms.

Ngoài ra khi tín hiệu qua bộ khuếch đại và qua cổng NOT có sự trễ do thời gian đóng mở của linh kiện dẫn đến sự mất đồng bộ về thời gian gây sự chuyển trạng thái của tín hiệu một cách ngẫu nhiên gây sai lệch trong phép đếm xung (còn gọi là sai số +1).

a2. Sai số của nguồn tín hiệu

Nguồn tín hiệu được tạo ra từ mạch sensor thu phát hồng ngoại . Mức điện áp khi có tín hiệu ( đã qua khuếch đại) là 3,5 – 4 V còn khi không có tín hiệu là 0- 2,5 V .Tuy nhiên trong quá trình thu phát tín hiệu do động cơ quay với tốc độ khá cao dẫn đến sự chuyển mức không kịp đáp ứng tạo nên một dãy các xung ứng với mức “1” hoặc “0” mặc dù mức điện áp không nằm trong các mức này. Đây chính là nguyên nhân chính gây ra sai số của mạch điện.

a3. Sai số do cách xử lí kết quả đo

Đo lường và tự động điều khiển

Trong quá trình đ o chưa tính đượ c các thông số kí sinh của mạch. Trong chươ ng trình chưa xem xét đến độ trễ của các câu lệnh, chưa tìm được cách xử lí độ nhiễu của tín hiệu.

Mạch tạo nguồn tín hiệu bằng sensor , mức tín hiệu chuẩn trong khoảng cách 5cm ,độ ổn định chưa cao còn chịu ảnh hưởng của nguồn sáng bên ngoài ( ánh sáng tự nhiên , ánh sáng đèn…).

Trong bài tập này ánh sáng phòng có ảnh hưởng lớn đến sai số trong phép đo vì nó can nhiễu đến s ự thu nhận của sensor . Tuy nhiên điều này được hạn chế bằng mạch khống chế độ nhạy sensor .

Sai số ngẫu nhiên.

Trong qua trình đo động cơ có độ rung nhất định ( tuỳ thuộc vào mức đi ện áp cung cấp) dẫn đến sự sai khác trong việc thu và xử lí tín hiệu của sensor. Điều kiện bên ngoài cũng có ảnh hưởng đến mạch : độ sáng , độ ẩm…

Nguồn điện cung cấp cho mạch không ổn định dẫn đến điều kiện làm việc của các thiết bị không còn chính xác.

Bên cạnh đó trong quá trình đo còn có sai số do chủ quan của người đo : không giữ đúng khoảng cách sensor thu phát , không cẩn thận trong qua trình đo .

Một số kết quả đo được

Với nguồn cung cấp cho động cơ : 12V

lần 1 : nhập giá trị đầu vào : 5999 vòng /1ph

giá trị đo được : 5975vòng /1 ph

lần 2 : : 3500 vòng / 1ph

3494vòng /1ph

lần 3 : 2000 vòng / 1ph

1980 vòng/1ph

Sai số tương đối : 0.5%

VI. Kết Luận

Nhận xét về mạch: a. Ưu điểm:

Mạch đơn giản, dễ lắp đặt sửa chữa,chi phí thấp.

Mạch cho phép đo được tốc độ của nhiều loại động cơ,với khoảng giới hạn lớn – Mạch có độ chính xác tương đối, có khả năng phát triển thêm các chức năng ( kết nối máy tính,…). Có khả năng ứng dụng trong thực tế: Như trong việc hiển thị tốc độ của một số loại máy ,điều khiển được tốc độ của máy móc theo ý muốn của người sử dụng.

Mạch chạy tương đối ổn định ,dùngphối hợp trở kháng và mạch cầu H

Đo lường và tự động điều khiển

Mạch sử dụng các đot phát quang dựa trên sự tái hợp của điện tử và lỗ trống của lớp tiếp xúc PN.

Khuyết điểm:

Mạch còn sai số do linh kiện:
Chịu ảnh hưởng của nhiễu do ánh sáng đến khối thu phát của sensor.
Sensor chỉ cho phép đo trong khoảng cách tương đối ngắn.

Phương án cải tiến.

Cải thiện khả năng của khối thu phát: nâng cao khả năng chống nhiễu cũng như khả năng thu phát của sensor (tăng khuyếch đại, sử dụng sensor thu phát trực tiếp).
Thêm một số tính năng :

Sử dụng phương pháp điều khiển tốc độ bằng phương pháp thay đổi độ rộng xung PWM.

Thêm khả năng lưu giữ các giá trị đa đo khi cần có thể xuất ra hiển thị bằng các nút bấm.

VII.Xu hướng phát triển của đề tài

–Sản phẩm có th ể được phát triển thêm các chức năng đo khác như đo nhiệt độ, độ ẩ m ,áp suất và điều khiển, khống chế được .Hơn nữa các chức năng có thể liên quan đến nhau bổ trợ và kiểm soát lẫn nhau theo yêu cầu của người sử dụng

-Sản phẩm sẽ phát triển thành mộ t máy có th ể đo các loại động cơ lớn hơn ,đồng thời nhưng có hưóng xử lý khác nhau cho t ừng loại tốc độ ,từng thời gian khác nhau ta có thể phát triển thành một máy đo được cài và thực hiện mọi chưong trình được nhập vào máy, trong một quy trình công nghiệp

LỜI KẾT

Qua thời gian 10 tuần làm bài tập lớn là môt khoảng thơig gian ngắn nhưng cũng đã giúp chúng em hiểu thêm về việc thiết kế một hệ thống trong công nghiệp có sử dụng vi điều khi ển đặc biệt là vi đi ều khiển 8051. Trong công nghiệp hiện nay việc đưa các vi điều khiển vào để tạo ra các thiết bị thông minh là cần thiết. Từ đó các hệ thống được tao ra sẽ gon nhẹ hơn và giải quyết nhiệm v ụ nhanh hơn, dễ dàng hơn. Trong thiết kế hệ thống này đã đáp ứng được yêu cầu của bài toán đặt ra, vận dụng tốt những tính năng ưu việt của vi điều khiển 8051 cũng như kết nối các thiết bị được sử dụng một cách hợp lý.

Đo lường và tự động điều khiển

Nh ờ việc làm bài tập lớn nay ma chung em có hiểu được nhưng phần lý thuyêt đ ã được học. Chúng em đã hoàn thành việc thiết kế đo và điều khi ển động cơ một chiều loại nh ỏ. Nh ưng do thời gian có hạn và kiến th ức thực tế chưa có nên vi ệc tìm hiểu cũng như vận dụng còn nhiều hạn chế, chúng em rất mong được sự góp ý của các thầy để mạ ch thiết kế được hoàn thiện hơn. Chung em rất cám ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các bạn cùng lớp dặc biệt là thầy Tuân –thầy giáo dạy môn Đo lường điều khiển t ự động -đã truyền đạt những ki ến thức gằn gũi và tạo điều kiẹn hết sức cho chung em hoàn thành đựoc bài tập này.

	VIII. Tài liệu tham khảo

1	– Kỹ thuật mạch điện tử ……………………………………	Phạm Minh Hà.
2	– Kỹ thuật số ……………………………………………………	Nguyễn Thúy Vân.
3	– Kỹ thuật đo lường điện tử ………………………………..	Vũ Quý Điềm.

4- Cấu trúc và lập trình vi điều khiển 8051…………Nguyễn Tăng Cường

Phan Quốc Thắng.

5- Lập trình họ vi điều khiển 8051…………………..Tống Văn On.

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

May 20, 2019



30									B8	–	–	–	B	B	B	B	B8	IP
													C	B	A	9


2F	7	7	7	7	7	7	7	78
	F	E	D	C	B	A	9


2E	7	76	75	74	7	72	7	70	B0	B7	B	B	B4	B3	B2	B	B0	P.3
	7				3		1				6	5				1


2	6	6	6	6	6	6	6	68
D	F	E	D	C	B	A	9


2	6	66	65	64	6	62	6	60	A8	AF			A	A	A	A	A8	IE
C	7				3		1						C	B	A	9


2	5	5	5	5	5	5	5	58
B	F	E	D	C	B	A	9


2	5	56	55	54	5	52	5	50	A0	A7	A	A	A	A	A2	A	A0	P2
A	7				3		1				6	5	4	3		1


29	4	4	4	4	4	4	4	48



30									B8	–	–	–	B	B	B	B	B8	IP
													C	B	A	9


2F	7	7	7	7	7	7	7	78
	F	E	D	C	B	A	9


2E	7	76	75	74	7	72	7	70	B0	B7	B	B	B4	B3	B2	B	B0	P.3
	7				3		1				6	5				1


2	6	6	6	6	6	6	6	68
D	F	E	D	C	B	A	9


2	6	66	65	64	6	62	6	60	A8	AF			A	A	A	A	A8	IE
C	7				3		1						C	B	A	9


2	5	5	5	5	5	5	5	58
B	F	E	D	C	B	A	9


2	5	56	55	54	5	52	5	50	A0	A7	A	A	A	A	A2	A	A0	P2
A	7				3		1				6	5	4	3		1


29	4	4	4	4	4	4	4	48

Category: Công Nghệ – Môi Trường

Đồ án Công nghệ chế biến sữa bột

MỞ ĐẦU

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. NGUYÊN LIỆU SỮA

1.1.1. Giới thiệu về sữa bò

1.1.2 Thành phần cửa sữa

1.1.2.1 Nước:

1.1.2.2 Đường lactose:

1.1.2.3 Các hợp chất có chứa Nitơ:

a. Casein:

b. Prôtêin hoà tan:

c. Enzym:

1.2. HỆ VI SINH VẬT TRONG SỮA

1.2.1 Các vi sinh vật bình thường của sữa:

1.2.2 Hệ vi sinh vật không bình thường trong sữa:

1.3. BẢO QUẢN SỮA TRƯỚC KHI CHẾ BIẾN

Chương 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT

2.1. NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN SUẤT SỮA BỘT

2.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN SUẤT SỮA BỘT NGUYÊN CREAM

2.2.1. Chuẩn hoá:

2.2.2. Thanh trùng:

2.2.3. Cô đặc:

2.2.4. Đồng hoá.

2.2.5. Sấy sữa:

b. Sấy trục:(sấy màng)

c. Phương pháp sấy phun:

2.2.6. Đóng gói và hoàn thiện sản phẩm :

2.3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT GẦY

2.4. QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA BỘT TAN NHANH:

2.5. QUÁ TRÌNH LECITHINE HOÁ TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT.

2.6. SẢN PHẨM SỮA BỘT:

Chương 3: THIẾT BỊ CHÍNH TRONG SẢN XUẤT SỮA BỘT

3.1. THIẾT BỊ LY TÂM:

3.1.1. Thiết bị ly tâm tách chất béo ra khỏi sữa:

3.1.2. Thiết bị ly tâm tách VSV ra khỏi sữa :

3.2.Thiết bị thanh trùng:

3.3. THIẾT BỊ MEMBRANE

3.4. THIẾT BỊ ĐỒNG HOÁ

3.4.1.Cấu tạo:

3.4.2. Nguyên tắc hoạt động:

3.5.THIẾT BỊ CÔ ĐẶC BẰNG NHIỆT

3.6. THIẾT BỊ SẤY PHUN

3.5.2 Hệ thống sấy phun hai giai đoạn:

3.5.3. Hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải

3.5.4. thiết bị sấy tầng sôi sản xuất bột tan nhanh

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

THIẾT KẾ BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC

ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC

Phần I GIỚI THIỆU CHUNG

CHƯƠNG I : LỜI MỞ ĐẦU

ChươngII

Các phương pháp mở máy

2.1-Mở máy động cơ điện không đồng bộ:

2.2-Các phương pháp mở máy :

2.3-Các phương án:

2.4- Phương pháp dùng bộ điều áp xoay chiều 3 pha:

2.5- Phân tích hoạt động của bộ điều áp xoay chiều 3 pha:

CHƯƠNG III : CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ VAN

3.1 – Bảo vệ quá nhiệt cho van

3.2 Bảo vệ quá dòng cho van

3.3 Bảo vệ quá áp

PHẦN II : THIẾT KẾ MẠCH

CHƯƠNG I : THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC

1.1 TÍNH TOÁN CHỌN VAN

ChươngII

CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỂ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

2.1-giới thiệu chung về mạch điều khiển toàn hệ thống

2.2 Khâu tạo điện áp đồng bộ

2.3Khâu biến áp xung và khuếch đại xung:

2.4 Khâu tạo điện áp răng cưa

2.5 Khâu so sánh

Chương III : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

3.1 Tạo nguồn nuôi một chiều :

3.2 Tính tầng khuyếch đại cuối cùng

3.3 Chọn cổng AND

3.4 Tính bộ tạo xung chùm

XÂY DỰNG ĐỒ THỊ D_X

1.Biểu thức xác định D_x

MÔ HÌNH HỆ THỐNG QUẢN LÝ MẠNG TẬP TRUNG MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU CỤC BƯU ĐIỆN TRUNG ƯƠNG
MỞ ĐẦU



30									B8	–	–	–	B	B	B	B	B8	IP
													C	B	A	9


2F	7	7	7	7	7	7	7	78
	F	E	D	C	B	A	9


2E	7	76	75	74	7	72	7	70	B0	B7	B	B	B4	B3	B2	B	B0	P.3
	7				3		1				6	5				1


2	6	6	6	6	6	6	6	68
D	F	E	D	C	B	A	9


2	6	66	65	64	6	62	6	60	A8	AF			A	A	A	A	A8	IE
C	7				3		1						C	B	A	9


2	5	5	5	5	5	5	5	58
B	F	E	D	C	B	A	9


2	5	56	55	54	5	52	5	50	A0	A7	A	A	A	A	A2	A	A0	P2
A	7				3		1				6	5	4	3		1


29	4	4	4	4	4	4	4	48