Đồ án tốt nghiệp tìm hiểu công nghệ ADSL

Mạng nội bộ LAN A Local area network LAN là một hệ thống truyền thông tin, dữ liệu cho phép kết nối các thiết bị độc lập liên lạc với nhau trong một vùng có giới hạn, một toà nhà, hay m

LỜI NÓI ĐẦU

Những năm đầu của thế kỉ XXI, được coi là kỷ nguyên của công nghệ thông tin, thông tin học có ý nghĩa đến sự thành công và phát triển của một quốc gia

Trong giai đoạn công nghiệp hoá - hiện đại hoá, nhu cầu tìm kiếm và trao đổi thông tin đã làm cho mạng Internet ra đời Các cơ quan, tổ chức đều nhận thức được tính ưu việt của xử lý thông tin qua mạng Kết nối mạng không thể thiếu cho các hoạt động xã hội nói chung và công nghệ thông tin nói riêng

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ ADSL ra đời

đã đáp ứng cho việc xử lý thông tin một cách thuận tiện nhanh chóng, chính xác

và đạt hiệu quả công việc cao

Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp hệ Kỹ thuật viên, chúng tôi nghiên cứu

về : “Công nghệ ADSL”

Đồ án được bố cục làm 4 chương:

Chương 1 – Công nghệ nền tảng của ADSL, trong chương này trình bày

các kiến thức cơ bản về mạng và các thiết bị mạng, đi sâu về phân loại mạng máy tính theo phạm vi địa lý (LAN và WAN) Đặc biệt là mạng WAN, vì đó

là công nghệ nền tảng của ADSL

Chương 2 – Tổng quan về ADSL, trong chương này trình bày các kiến

thức cơ bản, tổng thể về công nghệ ADSL

Chương 3 – Tình hình phát triển ADSL tại Việt Nam, trong chương này

trình bày sự phát triển của ADSL cũng như những khó khăn mà các nhà cung cấp dịch vụ ADSL gặp tại nước ta

Chương 4 – Kết luận, trong chương này đưa ra những nhận định, đánh giá

về công nghệ ADSL và hướng phát triển của công nghệ này

Do thời gian và kiến thức có hạn nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong sự đóng góp ý kiến và giúp đỡ của các thầy cô, bạn bè

CHƯƠNG 1 CÔNG NGHỆ NỀN TẢNG CỦA ADSL

Chúng ta có thể nghĩ đến Internet như là những mạng xương sống được tạo ra và quản lý bởi các tổ chức quốc tế, các quốc gia hay các ISP khu vực

Mạng xương sống được nối với nhau bởi các thiết bị kết nối như Router hay Switch Điểm cuối của mạng là nhà cung cấp mạng cục bộ khu vực hoặc kết nối theo kiểu Point- to- point nối mạng LAN với mạng Nhận thức Internet là

một tập hợp của Switching Wans (backbones), LANs, Point- to- point WANs

Mặc dù bộ giao thức TCP/IP bình thường bao gồm 5 lớp, nó chỉ định các giao thức trên thành 3 lớp: TCP/IP duy nhất liên quan đến tầng mạng, tầng vận chuyển và tầng ứng dụng Điều này có nghĩa rằng TCP/IP giả thiết sự tồn tại của WANs, LANs, và kết nối những thiết bị

1.1 Mạng nội bộ (LAN)

A Local area network (LAN) là một hệ thống truyền thông tin, dữ liệu cho phép kết nối các thiết bị độc lập liên lạc với nhau trong một vùng có giới hạn, một toà nhà, hay một khu trường

Công nghệ mạng LAN phổ biến nhất hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam gồm có: Ethernet LANs, Token Ring LANs, Wireless LANs và ATM LANs Trong phần này chúng ta tìm hiểu loại công nghệ đầu tiên, còn công nghệ ATM LANs sẽ được tìm hiểu thêm trong phần tìm hiểu công nghệ ATM ở phần sau

1.1.1 Công nghệ Ethernet và IEEE 802.3 1.1.1.1 Cấu trúc gói số liệu

Công nghệ Ethernet là phát minh của ba tập đoàn Xerox, DEC và Intel từ đầu những năm 1970 Ethernet là công nghệ mạng cục bộ được tổ chức kết nối theo dạng đường thẳng (Bus), sử dụng phương pháp điều khiển truy nhập ngẫu nhiên CSMA/CD với tốc độ trao đổi số liệu 10 Mbps Công nghệ

Ethernet được các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ở châu Âu và Mỹ quy chuẩn với tên là IEEE 802.3

Điểm khác biệt lớn nhất giưã Ethernet và IEEE 802.3 thể hiện ở một trường trong cấu trúc gói số liệu được mô tả ở hình sau:

Hình 1.1: Cấu trúc gói số liệu Ethernet và IEEE 802.3

Preamble SFD DA SA TYPE Infomation FCS Preamble

Cấu trúc gói số liệu Ethernet

Ethernet định nghĩa trường “loại số liệu” (TYPE), cho biết số liệu trong trường số liệu (Information Field) thuộc giao thức ở mức mạng trong khi IEEE 802.3 định nghĩa trong trường độ dài (LEN) của gói số liệu Trường Preamble và SFD gồm chuỗi bit 1010 10 phục vụ việc đồng bộ cho đơn vị điều khiển nhận Với hai bit cuối cùng của trường SFD là 11 “vi phạm” mẫu chuỗi bit đồng bộ, cho biết khởi đầu phần tiêu đề của gói số liệu Chuỗi byte kiểm tra FCS được tạo thành theo mã nhị phân tuần hoàn, bao gồm trường địa chỉ đích DA, địa chỉ nguồn SA, trường loại số liệu TYPE và trường số liệu

Khoảng cách giữa hai gói số liệu liên tiếp nhau (Interframe Gap) được quy định là 9,6μs, cần thiết cho đơn vị điều khiển thu xử lý nội bộ và chuẩn bị thu gói số liệu tiếp theo Độ dài tối thiểu của gói số liệu Ethernet là 64 byte, tương đương 512 bit, bằng 1 “cửa sổ thời gian”

Việc giới hạn độ dài tối đa của gói số liệu Ethernet là 1518 byte cho phép hạn chế thời gian phát, tương ứng với thời gian chiếm kênh truyền của một trạm và như vậy, tăng khả năng truy nhập mạng và trao đổi số liệu cho các trạm khác cũng như giới hạn dung lượngbộ nhớ đệm phát và thu

1.1.1.2 Nguyên tắc hoạt động

Lưu đồ điều khiển truy nhập mạng Ethernet và quá trình phát, thu số liệu được mô tả trong hình 1.2

TxM

Assemble Frame

Start receiving

Receive Done ?

Frame too smal ?

Hình 1.2 Lưu đồ điều khiển truy nhập mạng Ethernet Quá trình phát bắt đầu bằng việc chuẩn bị gói số liệu cần phát trong bộ nhớ đệm phát Nếu không ở trạng thái chờ ngẫu nhiên (deferring) vì phát hiện xung đột trước đó và kênh rỗi, quá trình phát được khởi động và kết thúc tốt đẹp Trường hợp có xung đột truy nhập (Collision), chuỗi bit đặc biệt JAM ( jamming sequence) được phát để thông báo trạng thái xung đột truy nhập cho các trạm khác trong mạng biết Nếu số lần xung đột truy nhập vượt quá giới hạn cho phép là 16 (nhờ bộ đếm xung đột truy nhập riêng), quá trình phát được kết thúc với thông báo lỗi “Xung đột truy nhập” Trong trường hợp ngược lại, thời gian chờ ngẫu nhiên trước khi kiểm tra đường truyền và phát lại, được tính theo công thức:

TWait= Tslot* TR với 0< TR< 2 exp min [n,16]

Trong đó n là số lần xảy ra xung đột truy nhập Bằng cách tính trên đây, thời gian chờ để kiểm tra kênh và phát lại khi có xung truy nhập tăng theo tỷ

lệ thuận theo hàm số mũ với số lần truy nhập và như vậy, làm tăng thời gian truy nhập mạng, đặc biệt khi lưu lượng số liệu trao đổi trong mạng lớn, tương ứng với xác xuất xảy ra xung đột truy nhập cao Phương pháp điều khiển truy nhập này, vì vậy, không thích hợp với các ứng dụng thời gian thực mà ở đó đòi hỏi thời gian truy nhập mạng xác định là yêu cầu khắt khe nhất

Quá trình thu kết thúc với việc kiểm tra độ dài gói số liệu thu được Nếu

độ dài gói số liệu ngắn hơn độ dài tối thiểu quy định (64 byte), nghĩa là quá trình phát có lỗi (ví dụ xung đột truy nhập), thì gói số liệu bị loại bỏ và quá trình đồng bộ để thu gói tiếp theo được khởi động điều này cũng xảy ra khi địa chỉ đích không trùng với địa chỉ nguồn của địa chỉ thu Gói số liệu thu được chỉ được ghi vào bộ nhớ đệm thu sau khi khẳng định các byte kiểm tra

FCS đúng Trong trường hợp ngược lại, các thông báo lỗi thu, ví dụ: độ dài không đúng (LEN error) hoặc phạm vi giới hạn gói dữ liệu (aligment error) hoặc lỗi CRC (CRC error), được chuyển cho phần mềm điều khiển trao đổi dữ liệu

1.1.1.3 Hình thức kết nối vật lý Sau đây là tóm tắt các đặc trưng kết nối vật lý của công nghệ mạng Ethernet

Hình 1.3: “thick” Ethernet 10BASE-5 Hình 1.4:“Thin” Ethernet 10BASE-2

0.5m Max 2.5m

100m

Tầng vật lý của IEEE 802.3 có thể dùng các tiêu chuẩn sau để xây dựng:

• 10BASE5: tốc độ 10Mb/s, dùng cáp xoắn đôi không bọc kim UTP (Unshield Twisted Pair), với phạm vi tín hiệu lên tới 500m, topo mạng hình sao

• 10BASE2: tốc độ 10Mb/s, dùng cáp đồng trục thin-cable với trở kháng 50 Ohm, phạm vi tín hiệu 200m,topo mạng dạng bus

• 10BASE-T: tốc độ 10Mb/s, dùng cáp đồng trục thick-cable (đường kính 10mm) với trở kháng 50 Ohm, phạm vi tín hiệu 500m, topo mạng dạng bus

• 10BASE-FL: dùng cáp quang, tốc độ 10Mb/s phạm vi cáp 2000m

1.1.1.4 CSMA/CD: Đa truy xuất cảm nhận sóng mang có phát hiện xung đột

Trên mạng Ethernet, ở một thời điểm chỉ một hoạt động truyền được phép Mạng Ethernet được xem như mạng đa truy xuất cảm nhận mang sóng

có phát hiện xung đột Điều này có nghĩa là hoạt động truyền của một node đi qua toàn bộ mạng và được node tiếp nhận và kiểm tra Khi tín hiệu đi đến cuối đoạn, thiết bị kết cuối (terminator) hấp thụ để ngăn chặn sự phản hồi ngược lại trên đoạn mạng

A B C D

D

B and C Application

Presentation Session Transport Netword

Application Presentation SessionTransportNetword

Hình 1.6: Hoạt động của Ethernet /802.3 Khi một máy trạm muốn truyền tín hiệu , máy trạm sẽ kiểm tra trên mạng

để xác định xem có máy trạm khác hiện đang truyền thông

Nếu mạng không bị bận, máy trạm sẽ thực hiện việc truyền Trong lúc đang gởi tín hiệu máy trạm sẽ kiểm tra mạng để đảm bảo không có máy trạm khác đang truyền vào thời điểm đó Có khả năng hai máy trạm cùng xác định mạng không bị bận và sẽ truyền vào thời điểm xấp xỉ nhau Nếu điều này sảy

ra thì sẽ gây ra xung đột như minh hoạ ở của hình 1.7

Khi tất cả node đang truyền mà phát hiện ra xung đột, node truyền đi một tín hiệu nhồi (jam signal) nhấn mạnh thêm xung đột đủ lâu dài để tất cả node khác nhận ra Tất cả node khác đang truyền sẽ ngừng việc gửi frame trong thời gian được chọn ngẫu nhiên trước khi cố gắng gửi lại Nếu lần gởi lại cũng dẫn đến kết quả xung đột, node đó sẽ gửi lại và số lần gửi lại là 15 lần trước khi bỏ hẳn việc gửi Các đồng hồ chỉ định thời quay lui tại các máy khác nhau là khác nhau Nếu hai bộ định thời đủ khác nhau, một máy trạm sẽ thực hiện lần gởi

kế thành công

1.1.1.5 Fast Ethernet

Để truyền các loại dữ liệu lớn hay phức tạp chúng ta sử dụng giao thức Fast Ethernet (100 Mbps) Trong tầng MAC, Fast Ethernet sử dụng cùng nguyên lý như Ethernet truyền thống (CSMA/CD) chỉ có điều tốc độ đường truyền đã được tăng lên từ 10 Mbps đến 100 Mbps Để cho CSMA/CD làm việc, chúng ta có hai sự lựa chọn: làm tăng độ dài cực tiểu khung kết cấu hoặc giảm sự va chạm miền (tốc độ của ánh sáng không thể thay đổi được) Việc tăng thêm độ dài cực tiểu của khung kết cấu kéo theo sự bổ sung ở phía trên

Nếu dữ liệu được gửi đi không đủ dài, thì chúng ta cần phải tăng thêm bytes

Fast Ethernet có các tùy chọn khác: miền va chạm có được giảm bớt bởi một

hệ số của 10 ( từ 2500 m đến 250 m) Với mạng hình sao thì độ dài 250 m được chấp nhận trong nhiều trường hợp Trong tầng vật lý, Fast Ethernet sử dụng những phương pháp báo hiệu và phương tiện truyền thông khác nhau để đạt được tốc độ truyền dữ liệu 100 Mbps

1.1.1.6 Sự thực thi Fast Ethernet:

Fast Ethernet có thể lựa chọn loại 2 dây (two-wire) hoặc loại 4 dây (four- wire) trong khi thi hành Loại 2 dây được dùng trong 100BASE-X, với mọi cáp cặp xoắn (100BASE-TX) hoặc cáp sợi quang (100BASE-FX) Loại 4 dây chỉ được dùng cho loại cáp cặp xoắn (100BASE-T4)

1.1.1.7 Gigabit Ethernet

Muốn truyền tải các loại dữ liệu cao hơn 100mbps thì phải dùng giao thức Gigabit Ethernet Để đạt được tốc độ truyền dữ liệu này, thì lớp MAC có hai tuỳ chọn: giữ lại giao thức CSMA/CD hoặc thả nó Với vấn đề trước, hai

sự lựa chọn, một lần nữa, giảm bớt sự xung đột miền hoắc làm tăng thêm cực tiểu độ dài kết cấu Không thể chấp nhận được sự xung đột miền trong khoảng 25m

1.1.1.8 Sự thi hành Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet có thể phân chia thành một trong hai loại sử dụng loại 2 dây hoặc 4 dây Loại 2 dây được dùng trong 1000BASE-X Với sự phát triển của loại sợi cáp quang học laze sóng ngắn báo hiệu (1000BASE-SX) Những sợi cáp quang học laze sóng dài phát báo hiệu (1000BASE-LX), và phát triển thêm loại cáp xoắn (1000BASE-CX) Loại 4 dây sử dụng các cặp cáp xoắn (1000BASE-T)

1.1.2 Công nghệ mạng Token Ring

Công nghệ mạng Token Ring dựa trên tổ chức kết nối theo dạng đường tròn, sử dụng “thẻ bài”, một loạt gói số liệu đặc bịêt để xác định quyền truy nhập và trao đổi số liệu trong mạng Thực tế, các thiết bị đầu cuối được kết nối theo dạng điểm - tới - điểm; số liệu được chuyển nối tiếp từ thiết bị cuối náy đến thiết bị cuối sau trên đường tròn theo một chiều nhất định Tốc độ trao đổi số liệu là 4 Mbit/s và 16 Mbit/s Token Ring được phát minh từ phòng thí nghiệm của công ty IBM ở Thuỵ Sỹ và được quy chuẩn với tên là IEEE 802.5

1.1.2.1 Cấu trúc gói số liệu

Cấu trúc gói số liệu Token Ring đuợc mô tả chi tiết trong hình dưới Sau dây là mô tả ý nghĩa các trường:

- SD(Start Delimiter): “SD = J K 0 J K 0 0 0”- Giới hạn đầu của gói số liệu, bao gồm các mẫu ký tự (symbols) J và K Việc mã hoá J và K phụ thuộc vào phương pháp điều chế tín hiệu cụ thể ở mức vật lý (differential mancherter encoding)

SD AC FC DA SA Information FCS ED FS

1 1 1 6 6 n* 4 1 1 Byte

Hình 1.8.1:Cấu trúc gói số liệu IEEE 802.5

I/G

U/L

14 bit Ring

No

32 bit Host Hình 1.8.2: Cấu trúc địa chỉ

D C

E

D

1 1 1 Byte Hình 1.8.3 : Cấu trúc thẻ bài (ToKen)

- AC (Acces control): “AC = P P P T M R R R”- Trường điều khiển truy nhập

+ P: Priority Bit - Xác định mức ưu tiên truy nhập (8 mức ưu tiên) + T: Token Bit - Xác định trạng thái của thẻ bài: T= 0: thẻ bài rỗi;

- FC ( Frame Control): “FC = F F Z Z Z Z Z Z” - trường điều khiển

+ FF: Xác định loại gói số liệu; FF = 00; gói số liệu LLC; FF = 01;

gói số liệu MAC + Z Z: Mã lệnh đối với gói số liệu LLC

- ED (End Delimiter): “ED = J K 1 J K 1 1 E" chỉ giới hạn cuối của gói số liệu

+ I (Immediate Frame Bit): Bit I = 0 cho biết đây là gói số liệu cuối cùng; bit I = 1 cho biết còn nhiều gói số liệu tiếp theo

+ E (Error Bit): Bit E=1 cho biết thu có lỗi (Ví dụ FSC sai) Bit Ethernet được thiết lập một thiết bị cuối bất kỳ trong mạng để thông báo kết qủa thu sai

- FS (Frame Status): “ FS = A C R R A C R R”: Trường trạng thái gói số liệu

+ A (Address Recognized Bit): Bit A = 1 cho biết địa chỉ đích trùng với địa chỉ nguồn của một thiết bi cuối cùng nào đó trong mạng

+ C (Copied bit): bit C = 1 cho biết gói số liệu đã được một thiết bị cuối trong mạng “sao chép” vào bộ nhớ đệm thu

Mỗi thiết bị có một địa chỉ MAC xác định và thống nhất, được gắn cố định trong vỉ điều khiển nối mạng Ngoài hai bit I/G và U/L dùng để phân biệt địa chỉ riêng địa chỉ nhóm cũng như phương thức quản lý hai loại địa chỉ này, địa chỉ Token Ring gồm có hai phần:

+ Địa chỉ phân mạng vòng (Ring Number) + Địa chỉ trạm (Host Number)

Địa chỉ phân mạng được sử dụng trong phần thuật toán định tuyến theo nguồn (Source Routing) khi kết nối nhiều mạng Token Ring ở mức điều khiển truy nhập MAC

Khác với gói số liệu thông thường, thẻ bài là một gói số liệu đặc bịêt, chỉ gồm các trường giới hạn (giới hạn cuối);(trường điều khiển truy nhập)

Việc sử dụng thẻ bài để gắn quyền truy nhập mạng với các mức ưu tiên truy nhập khác nhau được mô tả chi tiết trong ví dụ sau đây

1.1.2.2 Nguyên tắc hoạt động

Giả sử thiết bị đầu cuối A có nhu cầu phát số liệu cho thiết bị cuối C A chờ nhận đựơc thẻ bài có trạng thái rỗi và có độ ưu tiên truy nhập của A, chuyển thẻ bài rỗi thành giới hạn đầu SFS và phát số liệu cần phát sau đó với địa chỉ đích là C A phát trong thời gian quy định, còn gọi là thời gian “giữ thẻ bài” THT (Token Holding Time ) hoặc phát cho đến khi hết số liệu cần phát

Lưu ý rằng, độ ưu tiên truy nhập mạng và thời gian giữ thẻ bài THT đựơc thiết lập khi thực hiện cài đặt và cấu hình thiết bị cuối kết nối vào mạng

cđp

T

Vì địgĩi số liệu

số liệu vớiSau kcho gĩi số định đượcphát thẻ bà

1.2 Mạng 1.2.1 Kết

A

A nhận th Thẻ bài rỗi

ài cĩ trạng

g diện rộng nối điểm

à phát tiếp

ch là C và

ại gĩi số lihành một chloại bỏ gĩthái rỗi và

g WAN

- điểm:

hình

AC

A ph

uá trình hóng với địatục trên mđịa chỉ nguiệu mình phuỗi bit bấ

bit sao liệu xác ạng, và C

hát

Còn được gọi là kênh thuê riêng (leased line ) bởi vì nó thiết lập một đường kết nối cố định cho khách hàng tới các mạng ở xa thông qua các phương tiện của nhà cung cấp dịch vụ Các công ty cung cấp dịch vụ dự trữ sẵn các đường kết nối sử dụng cho mục đích riêng của khách hàng Những đường kết nối này phù hợp với hai phương thức truyền dữ liệu:

- Truyền bó dữ liệu- Datagram transmissions: Truyền dữ liệu là các frame

dữ liệu được đánh địa chỉ riêng biệt

- Truyền dòng dữ liệu-Data-stream transmissions: Truyền một dòng dữ liệu mà địa chỉ được kiểm tra một lần

1.2.2 MangWAN chuyển mạch 1.2.2.1.Chuyển mạch - Circuit switching

Chuyển mạch là một phương pháp sử dụng các chuyển mạch vật lý để thiết lập, bảo trì và kết thúc một phiên làm việc thông qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ của một kết nối WAN

Chuyển mạch phù hợp với hai phương thức truyền dữ liệu: Truyền bó dữ liệu-Datagram transmissions và truyền dòng dữ liệu-Data-stream transmission

Được sử dụng rộng rãi trong các công ty điện thoại, chuyển mạch hoạt động gần giống một cuộc gọi điện thoại thông thường

1.2.2.2 Chuyển mạch gói - Packet Switching

Chuyển mạch là một phương pháp chuyển mạch WAN, trong đó các thiết

bị mạng chia sẻ một kết nối điểm-điểm để truyền một gói dữ liệu từ nơi gửi đến nơi nhận thông qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ Các kỹ thuật ghép kênh được sử dụng để cho phép các thiết bị chia sẻ kết nối

1.2.2.3 ATM (Asynchronous Transfer Mode: Truyền không đồng bộ )

Đặc trưng cơ bản của công nghệ ATM :

- ATM là công nghệ truyền dẫn không đồng bộ, hướng kết nối Việc trao đổi số liệu được thực hiện dựa trên các kênh truyền dẫn ảo, phân biệt bởi các định danh, xác định

- Người sử dụng được cung cấp dải thông cần thiết theo yêu cầu, không phụ thuộc vào hệ thống truyền dẫn vật lý cụ thể (bandwidth salabitlity)

- Do xác xuất lỗi của hệ thống truyền dẫn thấp nên có thể bỏ các biện pháp phát hiện và khắc phục lỗi khi trao đổi số liệu giữa hai hệ thống kề nhau và giảm các số liệu điều khiển chống lỗi ở mức mạng (fast packet switching) Các giao thức ở mức cao có trách nhiệm đảm bảo trao đổi

số liệu chính xác giữa hai thực thể cuối (end- to-end control)

- Thời gian xử lý một đơn vị số liệu hay còn gọi là một tế bào ATM bởi

hệ thống chuyển mạch nhỏ và xác định Một tế bào ATM có 53 byte, trong đó có 5 byte tiêu đề (số liệu điều khiển)

- Đảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu của người sử dụng (Quality

of Service)

- Frame relay, SMDS-Swithed Multimegabit Data Service, X.25 là các ví

dụ của công nghệ chuyển mạch gói

1.2.2.4 Mạng X.25

Hình 1.11 : X.25 trên phương tiện truyền dẫn không ổn định X.25 ra đời vào những năm 1970 Mục đích ban đầu của nó là kết nối các máy chủ lớn (mainframe) với các máy trạm terminal) ở xa Ưu điểm của X.25 so với các giải pháp mạng WAN khác là nó có cơ chế kiểm tra lỗi tích hợp sẵn Chọn X.25 nếu bạn phải sử dụng đường dây tương tự hay chất lượng đường dây không cao

X.25 là chuẩn của ITU-T cho truyền trông qua mang WAN sử dụng kỹ thuật chuyển mạch gói qua mạng điện thoại Thuật ngữ X.25 cũng còn được

sử dụng cho những giao giao thức thuộc lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu để tạo ra mạng X.25 Theo thiết kế ban đầu, X.25 sử dụng đường dây tương tự để

tạo nên một mạng chuyển mạch gói, mặc dù mạng X.25 cũng có thể được xây dựng trên cơ sở một mạng số Hiện nay, giao thức X.25 là một bộ các quy tắc xác định cách thức thiết lập và duy trì kết nối giữa các DTE và DCE trong một mạng dữ liệu công cộng (PDN- Public Data Network ) Nó quy định các thiết

bị DTE/DCG và PSE (Packet-swiching exchange) sẽ truyền dữ liệu như thế nào

- Bạn cần phải trả phí thuê bao khi sử dụng mạng X.25

- Khi sử dụng mạng X.25 bạn có thể tạo kết nối tới PDN qua một đường dây dành riêng

- Mạng X.25 hoạt động ở tốc độ 64 Kbit/s (trên đường tương tự)

- Kích thước gói tin (gọi là frame) trong mạng X.25 không cố định

- Giao thức X.25 có cơ chế kiểm tra và sửa lỗi rất mạnh nên nó có thể làm việc tương đối ổn định trên hệ thống đường dây điện thoại tương tự

Frame Relay là một chuẩn cho truyền thông trong mạng WAN chuyển mạch gói qua các đường dây số chất lượng cao Một mạng Frame Relay có các đặc trưng sau:

- Có nhiều điểm tương tự như khi triển khai một mạng X.25

- Có cơ chế kiểm tra lỗi nhưng không có cơ chế khắc phục lỗi

- Tốc độ truỳên dữ liệu có thể lên tới 1.54 Mbit/s

- Cho phép nhiều kích thước gói tin khác nhau

- Có thể kết nối như một kết nối đường trục tới mạng LAN

- Có thể triển khai qua nhiều loại đường kết nối khác nhau (56K, T-1, T-3)

- Hoạt động tại lớp Vật lý và lớp Liên kết dữ liệu trong mô hình OSI

Khi đăng ký sử dụng dịch vụ Frame Relay, bạn được cam kết về mức dịch vụ gọi là CIR (Committed Information Rate) CIR là tốc độ truyền dữ liệu tối đa được cam kết bạn nhận được trên một mạng Frame Relay Tuy nhiên, khi lưu lượng trên mạng thấp, bạn có thể gửi dữ liệu ở tốc độ nhanh hơn CIR Khi lưu lượng trên mạng cao, việc ưu tiên sẽ dành cho những khách hàng có mức CIR cao

1.2.2.6 ISDN (Intergrated Services Digital Network)

Một trong những mục đích của ISDN là cung cấp khả năng truy nhập mạng WAN cho các hộ gia đình và doanh nghiệp sử dụng đường cáp đông điện thoại Vì lý do đó, các kế hoạch triển khai ISDN đầu tiên đã đề xuất thay thế các đường dây tương tự đang có bằng đường dây số Hiện nay, việc chuyển đổi từ tương tự sang số đang diễn ra mạnh mẽ trên thế giới ISDN cải thiện hiệu năng vận hành so với phương pháp truy hập mạng WAN qua đường quay số và có chi phí thấp hơn so với Frame Relay

hình 1.13: ISDN ISDN định ra các tiêu chuẩn cho việc sử dụng đường dây điện thoại tương tự cho cả việc truyền dữ liệu số cũng như truyền dữ liệu tươngtự Các đặc điểm của ISDN là:

- Cho phép phát quảng bá nhiều kiểu dữ liệu(thoại, video, đồ họa )

- Tốc độ truyền dữ liệu và tốc độ kết nối cao hơn so với kết nối quay số truyền thống

1.2.2.7 SONET (Synchronous Optical Network)

SONET là một chuẩn của American National Standards Institute để truyền dữ liệu đồng bộ trên môi trường truyền là cáp sợi quang Tương đương với SONET về mặt quốc tế là SDH (synchronous digital hierarchy) Cùng nhau, chúng đảm bảo các chuẩn sao cho các mạng số có thể nối với nhau trên bình diện quốc tế và các hệ thống truyền quy ước đang tồn tại có thể nắm lấy lợi thế của môi trường cáp sợi quang SONET cung cấp các chuẩn cho một số lượng lớn các tốc độ truyền cho đến 9.953 Gbit/s (tốc độ truyền thực tế khoảng 20 Gbit/s) SONET định nghĩa một tốc độ cơ sở là 51.84 Mbit/s và một tốc độ cơ sở được biết dưới tên Ocx (Optical Carrier levels) Trong đó OC- 192 là một tốc độ của SONET nối liền với một tốc độ tải (payload rate) bằng 9.584640 Gbit/s, chủ yếu được sử dụng trong các môi trường WAN

1.3 Các thiết bị kết nối phổ biến trong mạng LAN và WAN 1.3.1 Card mạng: NIC

Card mạng - NIC là một thiết bị được cắm vào trong máy tính để cung cấp cổng kết nối vào mạng Card mạng được coi là thiết bị hoạt động ở lớp 2 của mô hình OSI Mỗi card mạng có chứa một địa chỉ duy nhất là địa chỉ MAC (Media Access Control) Card mạng điều khiển việc kết nối của máy tính vào các phương tiện truyền dẫn trên mạng

1.3.2 Repeater:Bộ lặp

Repeater là một thiết bị hoạt động ở mức 1 của mô hình OSI khuyếch đại

và định thời lại tín hiệu Thiết bị này hoạt động ở mức 1(Physical) Repeater khuyếch đại và gửi mọi tín hiệu mà nó nhận được từ một port ra tất cả các port còn lại Mục đích của repeater là phục hồi lại các tín hiệu trên đường truyền

mà không sửa đổi gì

1.3.3 Hub

Hình 1.15: HUB

Là một trong những yếu tố quan trọng nhất của mạng LAN, đây là điểm kết nối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thông qua hub Một hub thông thường có nhiều cổng nối với người sử dụng để gắn máy tính và các thiêt bị ngoại vi Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dây xoắn

10 BASET từ mỗi trạm của mạng Khi có tín hiệu Ethernet được truyền tự một trạm tới hub, nó được lặp đi lặp lại trên khắp các cổng của hub Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặc không cho phép bởi người

điều hành mạng từ trung tâm quản lý HUB

Có ba loại HUB:

- Hub đơn (stand alone hub )

- Hub phân tầng (stackable hub, có tài liệu gọi là hub sắp xếp )

- Hub modun (modular hub): Modular hub rất phổ biến cho các hệ thống mạng vì nó có thể dễ dàng mở rộng và luôn có chức năng quản lý, modular có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun 10 BASET

Stackable hub là một ý tưởng cho những cơ quan muốn đầu tư tối thiểu ban đầu cho nhưng kế hoạch phát triển LAN sau này

Nếu phân loại theo khả năng ta có 2 loại:

- Hub bị động (Passive hub): Hub bị động không chứa những linh kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức nưng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng

- Hub chủ động (Active hub ): Hub chủ động có những linh kiện điện tử

có thể khuyếch đại và xư lý tín hiệu điện tư truyền giữa các thiết bị của mạng Quá trình xử lý dữ liệu được gọi là táI sinh tín hiệu, nó làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, ít nhậy cảm và lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết bị có thể tăng lên Tuy nhiên những ưu điểm đó cũng kéo theo giá thành của hub chủ động cao hơn nhiều so với hub bị động

Về cơ bản, trong mạch Ethernet, hub hoạt động như một repeater có nhiều cổng

1.3.4 Liên mạng (Iternetworking )

Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung gọi là Iternetworking Iternetworking sử dụng 3 công cụ chính: bridge, router và switch

1.3.4.1 Cầu nối (bridge ):

Là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau

nó có thể được dùng với các mạng có giao thức khác nhau Cầu nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không như bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những

gì nó nhận được thì cầu nối đọc được các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong

mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có truyền đi hay không

Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ truyền đi những gói mà

nó thấy cần thiết Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo

1.3.4.2 Bộ dẫn đường (router ):

Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm được đường đi tốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộc mạng đầu đến trạm nhận thuộc mạng cuối Router có thể được sử dụng trong việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gói tin có thể đi theo nhiều đường khác nhau để tới đích

Khác với Bridge hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên Bridge phải xử

lý mọi gói tin trên đường truyền thì Router có địa chỉ riêng biệt và nó chỉ tiếp nhận và xử lý các gói tin gửi đến mà thôi Khi một trạm muốn gửi gói tin qua Router thì nó phải gửi gói tin với địa chỉ trực tiếp của Router ( Trong gói tin

đó phải chứa các thông tin khác về đích đến) và khi gói tin đến Router thì Router mới xử lý và gửi tiếp

Khi xử lý các gói tin Router phải tìm được đường đi tốt nhất trong mạng dựa trên các thông tin no có về mạng, thông thường trên mỗi Router có một bảng chỉ đường (Router table ) tối ưu dựa trên một thuật toán xác định trước

1.3.4.3 Bộ chuyển mạch (switch):

Chức năng chính của switch là cùng một lúc duy trì nhiều cầu nối giữa các thiết bị mạng bằng cách dựa vào một loại đường truyền xương sống (backbone) nội tại tốc độ cao Switch có nhiều cổng, mỗi cổng có thể hỗ trợ

toàn bộ Ethernet LAN hoặc Token Ring Bộ chuyển mạch kết nối một số LAN riêng biệt và cung cấp khả năng lọc gói dữ liệu giữa chúng Các switch là loại thiết bị mạng mới, nhiều người cho rằng, nó sẽ trở nên phổ biến nhất vì nó là bước đầu tiên trên con đường chuyển sang chế độ truyền không đông bộ ATM

Hình 1.16: Mô hình bộ chuyển mạch

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ ADSL 2.1 Giới thiệu tổng quan kỹ thuật xDSL

Mạng viễn thông phổ biến trên thế giới hay nước ta hiện nay là mạng số liên kết (IDN - Integrated Digital Network) Mạng IDN là mạng viễn thông truyền dẫn số, liên kết các tổng đài số và cung cấp cho khách hàng các đường truyền dẫn thuê bao tương tự Trong xu hướng số hoá mạng viễn thông trên toàn thế giới, mạng liên kết số đa dịch vụ ISDN ( Intergated Services Digital Network) và đường dây thuê bao số DSL ( Digital Subcriber Line) đã đáp ứng được nhiệm vụ số hoá mạng viễn thông đến tận phía khách hàng Có thể nói rằng dịch vụ ISDN là dịch vụ DSL đầu tiên cung cấp cho khu dân cư giao diện tốc độ cơ sở BRI (Basic Rate Interface): 44 Kbit/s, được cấu thành từ hai kênh

B 64 Kbit/s và một kênh D 16 Kbit/s

Ngày nay đi đôi với mạng ISDN một công nghệ mới có nhiều triển vọng với tên gọi chung là xDSL, x biểu thị cho các kỹ thuật khác nhau Mục đích của kỹ thuật này là cung cấp cho khách hàng các loại hình dịch vụ chất lượng cao và băng tần rộng

Các kỹ thuật được phân biệt dựa vào tốc độ và chế độ truyền dẫn Kỹ thuật này có thể cung cấp nhiều dịch vụ đặc thù truyền không đối xứng qua modem, điển hình loại này là ADSL và VDSL và truyền đối xứng có tốc độ truyền hai hướng như nhau như HDSL và SDSL Riêng với kỹ thuật VDSL (Very High Speed DSL) có thể truyền đối xứng với tốc độ rất cao

Các đặc trưng chính của họ công nghệ xDSL hiện tại được mô tả trong bảng 2.1

Kỹ thuật Tốc độ dữ liệu Số đôi dây

sử dụng

Giới hạn khoảng cách

28,8 hoặc 33,6 Kbit/s uplink

intranet

(Không nén) Đối xứng

5 Km (thêm thiết bị có thể

intranet Cable

modem

10 - 30Mbit/s Downstream

0,128 - 10 Mbit/s Upstream

cáp đồng trục (thêm thiết bị phụ trợ có thể tới 300 Km)

Truy cập Internet

ADSL Lite 1Mbit/s

Downstream

512 Kbit/s Upstream

Sử dụng 1 đôi dây

Intranet, duyệt Web, thoại IP, thoại video

Full rate ADSL

1,5 Mbit/s Downstream

1,544 Mbit/s Upstream

Sử dụng 1 đôi dây

5Km (khoảngcách càng ngắn tốc

2.048 Mbit/s (E1) đối xứng

Sử dụng 2 đôi dây

lặp Kết nối các PBX với nhau.Tập trung lưu luợng Frame Relay, kết nối các mạng LAN SDSL 10544 Mbit/s full

duplex (T1)

2.048 Mbit/s full duplex (E1)

Sử dụng 1 đụi dây

3 Km Nội hạt, thay thế trung

kế T1/E1 có dùng bộ lặp, kết nối các PBX với nhau, kết nối các mạng LAN

Downstream 1.5-2.3 Mbit/s Upstream

(đối xứng đạt tới

34 Mbit/s )

Sử dụng 1 đôi dây

300- 1.5 Km (phụ thuộc vào tốc độ)

Truy cập Multimedia Internet, quảng bá các chơng trình TV

Nói chung kỹ thuật xDSL là kỹ thuật truyền dẫn dây cáp đồng, nó giải quyết những vấn đề tắc nghẽn giữa những nhà cung cấp các dịch vụ mạng và những khách hàng sử dụng dịch vụ mạng đó

Kỹ thuật xDSL đạt được những tốc độ băng tần rộng trên môi trường mạng phổ biến nhất trên thế giới là đường dây cáp điện thoại thông thường

2.2 Tổng quan về công nghệ xDSL 2.2.1 Đặc điểm của công nghệ xDSL

- Tốc độ truyền dữ liệu thay đổi tuỳ theo từng phiên bản của công nghệ xDSL và độ dài của mạch vòng thuê bao

• Đối với ADSL, chuẩn ADSL của ITU-T xác định tốc độ hướng truyền xuống là 6.1 Mbit/s và 640 Kbit/s hướng lên

• Trong thực tế tốc độ tối đa 6.1 Mbit/s chỉ có thể đạt được nếu khoảng cách dưới 2,7 Km và giảm tới 1,5 Mbit/s hoặc thấp hơn nữa ở khoảng cách 4,5 Km

• Phiên bản có tốc độ cao nhất là VDSL, hỗ trợ tối đa đường xuống

là 55 Mbit/s ở khoảng cách 300 m và 13 Mbit/s nếu khoảng cách là 1,4 Km Tốc độ hướng lên nằm trong khoảng 1,6 – 2,3 Mbit/s

- Mỗi người sử dụng có một đường riêng kết nối với DSLAM đặt tại tổng đài hoặc RT (trạm thiết bị tập trung thuê bao)

- Các dịch vụ hỗ trợ:

• Truyền số liệu và VoDSL (với voice gateway)

• ADSL chia sẻ cùng đường cáp đồng với thoại tương tự

• VDSL có thể hỗ trợ cho chuyển mạch truyền hình

- Yêu cầu kỹ thuật

• Đường cáp đồng “sạch”, không có cuộn cảm kéo dài (loading coil), không rẽ nhánh (bridge tap)

• Hạn chế khoảng cách đường truyền khoảng dới 4,5 Km

• Không sử dụng các thiết bị DLC trong mạch thuê bao, nếu có DLC thì DSLAM phải đặt tại các RT

- Thiết bị khách hàng ngoài XDSL modem

• Voice gateway nếu dùng VoDSL

2.2.2 Ưu điểm của công nghệ xDSL

- Công nghệ đã được kiểm nghiệm với nhiều triệu line hoạt động trên khắp thế giới Ở Châu Á Hàn Quốc là nước có mật độ thuê bao ADSL cao nhất

- Chuẩn hoá bởi ITU-T

- Sử dụng hệ thống cáp đồng đã được triển khai rộng khắp ở các nhà khai thác

- Trong điều kiện thuận lợi, đầu tư cho mạng DSL không lớn đối với nhà khai thác