Báo cáo môn kỹ thuật truyền số liệu xDSL

Trong đó, ta không thể không nhắc đến xDSL Digital Subcriber Line – dòng kỹ thuật Kênh thuê bao số, kỹ thuật kết nối Internet được phát triển và sử dụng rộng rãi ở hầu hết các quốc gia t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÁO CÁO MÔN KỸ THUẬT TRUYỀN SỐ LIỆU

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI MỞ ĐẦU – ĐẶT VẤN ĐỀ 3

PHẦN 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 4

1.1 Lý do chọn đề tài 4

1.2 Phạm vi và phương pháp nghiên cứu 4

1.2.1 Phạm vi 4

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu 4

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 4

1.4 Ý nghĩa đề tài 4

PHẦN 2 TỔNG QUAN VỀ xDSL 5

2.1 Sự ra đời của DSL – Sự thay thế cho Dial-up 5

2.2 Lịch sử phát triển của DSL - Các dòng DSL tính đến hiện tại 5

2.3 Vị trí của DSL trong OSI: 7

2.4 Sự vận hành của xDSL 7

2.4.1 Mô hình của xDSL 7

2.4.2 Sự vận hành của DSL 8

2.4.3 Naked DSL – DSL Trần 9

2.4.5 Tình trạng phát triển của DSL trên thế giới 10

PHẦN 3 CÁC DÒNG DSL-ĐẶC TRƯNG VÀ TÍNH CHẤT 11

3.1 Symetric DSL – Dòng DSL Đối xứng 11

3.1.1 ISDN (Hay IDSL) – Intergrated DSL 11

3.1.2 HDSL – High-bit-rate DSL 11

3.1.3 SDSL – Single pair DSL 12

3.1.4 G SHDSL - Single pair High Speed DSL 13

3.2 Asymetric DSL – Dòng DSL không Đối xứng 13

3.2.1 ANSI T1.413 13

3.2.2 ADSL – Asymetric DSL 14

3.2.3 VDSL – Very-high-bit-rate DSL 15

3.3 Các dòng DSL khác 16

3.4 So sánh tổng quát các dòng DSL 16

PHẦN 4 MODEM ADSL VÀ DSLAM - THIẾT BỊ KẾT NỐI DSL ĐA KÊNH 17

4.1 Modem ADSL - Ứng dụng ADSL trong kết nối Internet 17

4.1.1 Tổng quan về modem DSL 17

4.1.2 Modem ADSL 18

4.2 DSLAM 19

4.2.1 Giới thiệu DSLAM 19

4.2.2 Vai trò của DSLAM và BRAS 19

4.2.3 Quan hệ giữa Tốc độ bit và Khoảng cách 20

4.3 Các chuẩn ASDL 21

PHẦN 5 SO SÁNH xDSL VỚI CÔNG NGHỆ KHÁC 23

5.1 WAP (Wireless Access Protocol – Kĩ thuật truy nhập vô tuyến) 23

5.2 Cáp Quang 24

PHẦN 6 TỔNG KẾT – ĐÁNH GIÁ 27

TÀI LIỆU THAM KHẢO 27

LỜI MỞ ĐẦU – ĐẶT VẤN ĐỀ

- Như chúng ta đã biết, Internet đang phát triển với tốc độ ngày một tăng cao và nhu cầu sử dụng Internet cũng tăng lên không kém Để đáp ứng đủ được toàn bộ nhu cầu kết nối Internet của các cá nhân, tổ chức, doanh nghiệp, v.v Người ta đã tạo

ra nhiều kỹ thuật kết nối mạng khác nhau và chúng cũng ngày càng được nâng cấp hoàn thiện Trong đó, ta không thể không nhắc đến xDSL (Digital Subcriber Line) – dòng kỹ thuật Kênh thuê bao số, kỹ thuật kết nối Internet được phát triển và sử dụng rộng rãi ở hầu hết các quốc gia trên thế giới Tuy rằng hiện nay kỹ thuật truy nhập Cáp quang đã ra đời và có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với cáp đồng DSL, nhưng chúng tôi vẫn có thể khẳng định rằng kỹ thuật DSL vẫn sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ trong nhiều năm tới Vì sao? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về điều

+ Phân loại DSL như thế nào?

+ Modem ADSL là gì và hoạt động của nó như thế nào?

+ So sánh DSL với các kỹ thuật kết nối mạng khác

+ Đánh giá về khả năng phát triển của DSL trong tương lai.

PHẦN 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Lý do chọn đề tài

- Muốn tìm hiểu về kỹ thuật xDSL trong đó có ADSL, một kỹ thuật truyền số liệu được

sử dụng phổ biến và rộng rãi trong những năm trở lại đây

- Nâng cao kiến thức về các kĩ thuật truyền số liệu

1.2 Phạm vi và phương pháp nghiên cứu

1.2.1 Phạm vi

- Tổng quan về dòng họ xDSL và lích sử phát triển của nó

- Đặc biệt chú ý đến ADSL và HDSL – những kĩ thuật DSL được sử dụng nhiều nhất

- Ứng dụng công nghệ DSL và xu hướng phát triển của nó trong tương lai

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu

- Tìm hiểu XDSL ở mức lí thuyết tổng quát và bản chất (nếu có thể)

- Chỉ ra được ưu và nhược điểm của xDSL

- So sánh xDSL với các kỹ thuật khác ở hiện tại

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

- Hiểu được cơ bản về xDSL và mức độ ứng dụng của nó

- Thấy được khả năng và xu hướng phát triển của nó trong tương lai

1.4 Ý nghĩa đề tài

- Phân tích những ưu điểm và nhược điểm của xDSL (đặc biệt là ADSL và HDSL)

- Phân tích so sánh DSL với những công nghệ khác ở hiện tại

=> Khả năng ứng dụng của nó so với các công nghệ khác

PHẦN 2 TỔNG QUAN VỀ xDSL

2.1 Sự ra đời của DSL – Sự thay thế cho Dial-up

- Trước năm 1980, người ta vẫn tiếp tục sử dụng Dial-up, một công nghệ kết nối

Internet hoặc các mạng nội bộ thông qua giao thức kết nối sử dụng đường truyền điện thoại Kỹ thuật này chiếm dụng toàn bộ đường truyền để thực thi việc kết nối, tuy nhiên lại không đạt được tốc độ cáo do các hạn chế của kết nối điện thoại

- Trong những năm 80 tiếp theo, người ta đã bắt đầu phát triển kĩ thuật truyền thông

băng rộng (broadband) cho phép tăng giới hạn băng thông lên rất lớn so với trước đây

với khởi điểm là việc sử dụng đường dây điện thoại cho cả việc nghe gọi truyền dữ liệu

Và DSL (Digital Subcriber Line – Kênh thuê bao số) cũng được phát triển tại Bell Labs,

Hoa Kỳ trong khoảng thời gian này

- DSL về cơ bản là kỹ thuật truy nhập điểm tới điểm nối giữa thuê bao và tổng đài trung tâm, cho phép truyền tải nhiều dạng thông tin, số liệu, hình ảnh,etc

- Bước đầu tiên của DSL là ISDN (Integrated Services Digital Network – Mạng

số hóa Tích hợp Đa Dịch vụ), một kỹ thuật được đề xuất trong năm 1984 bởi CCITT và

- DSL cung cấp kết nối kỹ thuật số thông qua cáp đồng của mạng điện thoại nội hạt, thôngqua phổ tần số không được dùng trong dịch vụ điện thoại lúc bấy giờ Mặt khác, DSL không chiếm dụng toàn bộ đường truyền như Dial-up mà sử dụng linh hoạt các phổ tần trống nên làm tăng tốc độ truyền tải lên rất lớn, do đó nó dần dần thay thế Dial-up và cùng Cables Modern cạnh tranh trong thị trường truyền tải Internet

2.2 Lịch sử phát triển của DSL - Các dòng DSL tính đến hiện tại

- Việc dùng từ Digital Subcriber Line có ý chỉ việc công nghệ này sử dụng đường dây điện thoại có sẵn và giống với các thuê bao điện thoại, đường truyền dữ liệu cũng được cung cấp theo từng thuê báo riêng biệt

- Như đã nói ở trên, DSL bắt đầu từ ISDN (Integrated Services Digital Network - Mạng số tích hợp đa dịch vụ) và sau này trở thành IDSL

- ISDL là một kỹ thuật của dòng Symmetric DSL (DSL Đối xứng), khái niệm

chung của nhóm kỹ thuật DSL có bit rate ở hai chiều là như nhau, ngoài IDSL ra thì còn có:

+ HDSL (High bit rate DSL – DSL có bit rate cao), chuẩn hóa từ1994, kỹ thuật DSL đầu tiên sử dụng tần số phổ cao hơn ISDN, sau này phát triển thêm thanh HDSL2 (năm 2000)

và HDSL4 (năm 2001)

+ SDSL (Single Pair DSL – DSL một đôi dây) (năm 2001)

+ G.SHDSL (Single-pair HDSL), ra đời theo sau chuân SHDSL năm 2001,kỹ thuật hợp

chuẩn giữa HDSL và SDSL

- Bên cạnh SDSL là ADSL (Asymmetric DSL – Kênh thuê bao số bất đối xứng),

là khái niệm chung để chỉ nhóm kỹ thuật DSL có bit rate ở hai chiều không giống nhau và luôn có một chiều lớn hơn tùy thời điểm nhất định, bao gồm:

+ ANSI T1.413 Issue 2, G.dmt và G.lite là các tiêu chuẩn kỹ thuật bất đối xứng

+ ASDL (Asymmetric DSL – DSL không đối xứng), kỹ thuật tiêu biểu của nhóm Bất

đối xứng ADSL được phát triển sớm, trong những năm cuối 80 và đến 1995 thì được sử dụng phổ biến Sau này phát triển thêm các tiêu chuẩn ADSL2 và ADSL2+

+ VDSL (Very-bit-rate DSL – DSL có tốc độ bit rất cao), được chính thức thông qua

vào năm 2001, kỹ thuật này cung cấp tốc độ truyền tải cao hơn hẳn so với ADSL Sau này phát triển thành VDSL2 (năm 2006)

+ G.fast là tiêu chuẩn mới nhất của nhóm ADSL, vừa được thông qua vào tháng 12 năm

2014 và lên kế hoạch phát triển từ năm 2016

- Ngoài ra còn một số dòng DSL khác như: Bonded DSL Rings, IPSL (Internet Protocol Subcriber line), RADSL (Rate-adaptive DSL), Uni-DSL,etc

2.3 Vị trí của DSL trong OSI:

- DSL là kỹ thuật cung cấp đường truyền mạng dữ liệu số thông qua hệ cáp đồng

- Trong 7 tầng liên kết của OSI, DSL là

một trong các kỹ thuật của tầng con

khi nó đang được sử dụng cực kì rộng rãi

MAC của tầng Data Link Layer (Tầng liên

kết dữ liệu), nên có thể khẳng định rằng

DSL đóng vai trò rất quan trọng

2.4 Sự vận hành của xDSL

2.4.1 Mô hình của xDSL

- Mô hình cơ bản xDSL có 3 phần:

+ DSLAM – Thiết bị ghép nối DSL đa kênh

+ Đường dây điện thoại truyền tài dữ liệu bằng kỹ thuật DSL

+ Modem DSL

2.4.2 Sự vận hành của DSL

- Điện thoại thường được kết nối tới tổng đài điện thoại thông qua các dây thuê báo cục bộ

(một cặp dây) và chủ yếu để truyền tải giọng nói nên hoạt động chủ yếu trong vùng tần

số âm thanh từ 300 đến 3400 Hz Nhưng theo sau sự chuyển đổi dần dần việc sử dụng

từ tín hiệu liên tục (analog) sang tín hiệu số (digital), người ta bắt đầu nghĩ đến việc sử

dụng đường dây thuê bao để truyền tải dữ liệu và DSL ra đời

- Đường dây thuê bao điện thoại hoàn toàn có khả năng truyền tải tín hiệu có tần số trên 3.4kHz, và cao nhất có thể đến 10 MHz nên DSL đã tận dụng phần băng thông không

dư thừa để này tạo ra đường truyền rộng 4312.5 Hz từ 10 đến 100 kHz, thậm chí đến GHz ở hiện tại và cấp phát tùy theo kỹ thuật DSL được sử dụng, nhưng DSL sử dụng

tần số càng cao thì khoảng cách truyền tải sẽ càng ngắn Ví dụ cho ADSL:

- Kỹ thuật DSL sử dụng module chuyển mỗi đầu cuối trong modem Các bo mạch đổi sóng mang liên tục có tần số cao, này chuyển đổi các chuỗi bit thành xung thông

như máy tính hay router, etc Ví dụ

Modem ADSL:

- Khác với modem dial-up điều chế dãy bit thành tín hiệu trong băng tần từ 300 -3400Hz

(giọng nói), modem DSL điều chế thành tín hiệu có tần số trên 4000 Hz và lên đến 4MHz

Điều này cho phép DSL hoạt động độc lập với POTS (Plain Old Telephone Service)

nhưng có thể cùng tồn tại trên một hệ thống dây cáp đồng Khi đó, tín hiệu sẽ được

chuyển vào hoặc là Filter để giải điều chế cho dịch vụ điện thoại hoặc là Modem để giải điều chế phục vụ cho kết nối mạng Ví dụ như hệ thống POTS cho máy fax hay điện

thoại Tuy nhiên, vẫn có một vài trường hợp mà tần số giọng nói lại tạo ra nhiễu hay làm suy yếu tín hiệu kết nội mạng trong modem

- Lưu ý răng một kênh thuê bao chỉ có thể có một modem DSL, do đó để có thể kết nối mạng tới nhiều máy tính, ta cần phải có các thiết bị chia như router, switch, etc

2.4.3 Naked DSL – DSL Trần

- Naked DSL (hay DSL đơn độc hoặc Dry loop DSL) là một dạng DSL không thông qua PSTN (Public Switch Telephone Network) cũng như liên kết với dial tone

Nó được sử dụng khi khách hàng không cần dịch vụ điện thoại truyền thống

- Kĩ thuật này được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới: Úc, Canada, Đan

Mạch, Pháp, Đức, New Zealand, Bồ Đào Nha, Thái Lan, Thụy Sĩ, Thổ Nhĩ Kì, Anh Quốc

và Hoa Kỳ

- Khác với các loại DSL khác, Naked DSL không cùng tồn tại với dịch vụ điện thoại, nên nó không có dây cáp từ mạng chuyển mạch điện thoại đến POTS Nhưng về cơ

bản, tốc độ của naked DSL không khác nhiều so với DSL thông thường (Naked ADSL2

và ADSL2+ chỉ làm tăng thêm tốc độ khoảng 256 kbits/s)

2.4.5 Tình trạng phát triển của DSL trên thế giới

- Điểm nổi bât của kỹ thuậ t xDSL là tậ n dụng được cơ sở hạ tầng cáp đồng phổ biến trên ̣ thế giới nên nó đã mau chóng chuyển từ giai đoạn thử nghiêm sang thị trường thương mạị rông lớn đáp ứng nhu cầu phân phối các dịch vụ băng rộ ng tới người sử dụng ̣

- Điển hình là ở Mỹ, thị trường DSL lớn nhất hiên nay, vào cuối năm 2000 có gần

200 ̣ triêu đường dây truy nhậ p cố định được lắp đặ t Trong đó có 50% tức gần

100 triệ u đường ̣ dây cung cấp dịch vụ DSL và người ta ước tính con số này sẽ tăng lên đến 70%(khoảng 140 triêu đường dây) vào năm 2004 Mộ t trong các lý do phát triển nhảy vọt của thị ̣ trường DSL ở Mỹ là sự kiên sửa đổi điều lệ hoạt độ ng viễn thông của quốc hộ i Mỹ vào ̣ năm 1996 cho phép các công ty viễn thông cạch tranh CLEC sử dụng những điều kiên ̣ truy nhâp như các công ty độ c quyền sở hữu mạng truyền tải nộ

i hạt ILEC để cung cấp ̣ các đường truy nhâp tốc độ cao cho dịch vụ của mình

Vì vậ y đã tạo cơ hộ i cho các công ̣ ty cạnh tranh thuê cơ sở hạ tầng của ILEC mà không cần đầu tư xây dựng lên chi phí, dịch vụ giảm xuống thu hút nhiều khách hàng hơn Ngoài ra, khi vấn đề đầu tư xây dựng mạng truy nhâp sử dụng cáp quang quá tốn kém thì công nghệ này đã thu hút sự chú ý của nhiềụ nhà sản xuất thiết bị viễn thông, các cơ quan quảng bá phát thanh truyền hình, các nhà khai thác dịch vụ, các công ty điên thoại nộ i hạc tạo nên sự cạnh tranh làm giảm chi phí ̣ thiết bị và giá cả dịch vụ Môt yếu tố góp phần thúc đẩy sự phát triển và hoàn thiệ n của ̣ công nghê này là sự ra đời của các tiêu chuẩn chung cho hoạt độ ng của xDSL do tổ chức ̣ viễn thông quốc tế ITU

và nhiều tổ chức tiêu chuẩn, nhóm làm viêc khác đưa ra.̣

- Mặc dù hiện tại DSL đã không còn đứng hàng đầu trong các kĩ thuật liên kết mạng như trước đây vì sự xuất hiện của kĩ thuật Cáp Quang hay kĩ thuật Truy nhập Vô tuyến nhưng nó vẫn có nhiều ưu thế nhất định Do đó, DSL vẫn luôn là lựa chọn số 1 cho các nhà cung cấp dịch vụ trong thời gian tới

PHẦN 3 CÁC DÒNG DSL-ĐẶC TRƯNG VÀ TÍNH CHẤT

3.1 Symetric DSL – Dòng DSL Đối xứng

- Là tên gọi chung cho dòng DSL có tốc độ hai chiều là như nhau

3.1.1 ISDN (Hay IDSL) – Intergrated DSL

- Là kĩ thuật đầu tiên của dòng họ DSL, ISDN cơ bản cung cấp

tốc độ bit bằng nhau ở hai chiều (đối xứng) trên một luồng dữ liệu (1

đôi dây đồng) là 144 kbits/s

- Khoảng cách truyền dẫn sử dụng tốt là

dưới 5 km

- Vì đây là công nghệ khởi điểm nên nó

vẫn còn rất nhiều hạn chế và hầu như không

còn được sử dụng ở hiện tại

Mô hình ứng dụng HDSL cho doanh nghiệp

- Công nghê này sử dụng 2 đôi dây đồng để cung cấp dịch vụ T1 (1,544 Mbps), 3 đôi dâỵ để cung cấp dịch vụ E1 (2,048 Mbps) không cần lăp Sử dụng mã đường truyền

2B1Q̣ tăng tỉ số bit/baud thu phát đối xứng; mỗi đôi dây truyền môt nửa dung lượng tốc

độ 784̣ Kbps nên khoảng cách truyền xa hơn và sử dụng kỹ thuât khử tiếng vọng để phân biệ t tíṇ hiêu thu phát ̣

- Khi nhu cầu truy nhâp các dịch vụ đối xứng tốc độ cao tăng lên, kỹ thuậ t HDSL2 thế hệ ̣ 2 ra đời để đáp ứng nhu cầu truyền T1, E1 chỉ trên môt đôi dây đồng với mộ t bộ thu pháṭ nên có nhiều ưu điểm: hoạt đông ở nhiều tốc đ ộ khác nhau, sử dụng mã đường truyềṇ hiêu quả hơn mã 2B1Q, khoảng cách truyền dẫn xa hơn, có khả năng tương thích phổ vớị các dịch vụ với các dịch vụ DSL khác

– Do sử dụng cả tần số thoại nên không cung cấp đồng thời cả dịch vụ thoại nhưng công nghê này được sử dụng rộ ng rãị cho các dịch vụ đối xứng trong mạng nôi hạt thay thế các ̣ đường trung kế T1, E1 mà không cần sử dụng bô lặ p, kết nối mạng ̣ LAN Ưu điểm:

· Là công nghê truyền dẫn đối xứng̣

· Tân dụng được cơ sở hạ tầng là cáp đồng ̣

· Tốc đô cao có thể đạt từ T1 (1.544 Mbps) ->T3 (2.044 Mbps)̣

· Khoảng cách truyền dẫn xa hơn

· Có khả năng tương thích phổ với các dịch vụ DSL khác

Nhược điểm:

· Không sử dụng để truyền dẫn được cả dữ liêu và tín hiệu thoạị

· Khoảng cách truyền không xa bằng công nghê bất đối xứng ̣

3.1.3 SDSL – Single pair DSL

- Công nghê ̣DSL môt đôi dây ( Single paiṛ DSL) truyền đối xứng tốc đô 784 Kbps trêṇ môt đôi dây, ghép kênh thoại và số liệ u trên cùng mộ t đường dây, sử dụng mã 2B1Q.̣ Công nghê này chưa có các tiêu chuẩn thống nhất nên không được phổ biến cho các dịc ḥ vụ tốc

đô cao SDSL chỉ được ứng dụng trong việ c truy cậ p trang Web, tải những tệ p dự̃ liêu và thoại đồng thời với tốc độ 128 Kbps với khoảng cách nhỏ hơn 6,7 km và tốc độ tốị đa

là 1024 Kbps trong khoảng 3,5 km

Mô hình ứng dụng SDSL Ưu điểm:

· Ghép cả tín hiêu thoại và dữ liệu trên cùng một đôi dâỵ

· Tốc đô đạt tới 768 Kbpṣ

Nhược điểm:

· Tốc đô tải dữ liệu cùng với tín hiệu thoại không caọ

· Chỉ sử dụng cho các doanh nghiêp vừa và lớṇ

3.1.4 G SHDSL - Single pair High Speed DSL

- G.SHDSL là phiên bản mới nhất của công nghê DSL đối xứng G.SHDSL (format ̣ single-pair, high bit rate digital subscriber line) đường dây thêu bao số, môt đôi dây đối ̣ xứng tốc cao

Mô hình ứng dụng G.SHDSL

Ưu điểm:

· Dễ triển khai do sử dụng cơ sở mạng điên thoại sẵn có.̣

· Tốc đô của dữ liệu lên tới 2.3 Mbps download và upload với cùng một tốc độ.̣

· Có khả năng hỗ trợ môt số dịch vụ mạng như VoIP, VPNA.̣

· Phù hợp với các doanh nghiêp lớn.̣

· Khoảng cách 6.7 km

· Chức năng LAN – to – LAN

Nhược điểm:

· Không sử dụng được đồng thời fax và voice

· Chi phí tương đối cao

3.2 Asymetric DSL – Dòng DSL không Đối xứng

- Là tên gọi chung cho nhóm DSL có tốc độ hai chiều không giống nhau, và thường là tốc

độ downstream (từ telco về modem) sẽ cao hơn tốc độ upstream (tốc độ từ modem tới telco)