Công nghệ DSL mô hình hệ thống ADSL và kỹ thuật liên quan

Công nghệ DSL mô hình hệ thống ADSL và kỹ thuật liên quan DT8 Báo cáo bài tập lớn môn Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nhóm sinh viên:Hoàng Đức Phước

Nguyễn Giang NamNguyễn Văn Hoàng

Phần 1: Giới thiệu chung về công nghệ XDSL

Phần 2: Giới thiệu về công nghệ ADSL

Phần 3: Giới thiệu công nghệ VDSL

Phần 1: Giới thiệu chung về công nghệ xDSL

„ 1.1 Khái quát chung về xDSL

„ 1.2 Phân loại

„ 1.3 Nội dung

Công nghệ DSL là một công nghệ hiện đại sử dụng đường

dây xoắn của mạng điện thoại có sẵn để truyền dữ liệu băng

thông rộng, như các tín hiệu đa phương tiện hay hình ảnh,

đến các thuê bao dịch vụ Thuật ngữ xDSL bao gồm một số

dạng DSL tương tự nhau là ADSL, SDSL, HDSL, RADSL, và

VDSL xDSL đang thu hút được sự chú ý đáng kể từ các nhà

cung cấp dịch vụ, vì nó cho phép truyền dữ liệu băng thông

rộng đến các địa điểm khác nhau mà chỉ cần sự thay đổi

nhỏ trên cơ sở hạ tầng viễn thông sẵn có Dịch vụ xDSL là

mạng công cộng chuyên dụng, point-to-point truy cập thông

qua dây đồng xoắn trên một local loop giữa một trung tâm

cung cấp dịch vụ mạng (NSP) với khách hàng, hoặc các local

loop được tạo ra trong các toà nhà hay công sở Hiện nay

điều đáng quan tâm nhất ở xDSL là sự phát triển và sự triển

khai của các công nghệ ADSL, VDSL và các kiểu kiến trúc

(architectures)…

Phần 1: Giới thiệu chung về công nghệ xDSL

1.1 Khái quát v công nghệ xDSL

đối xứng và bất đối xứng.Dịch vụ DSL đối

xứng cung cấp tốc độ download và upload

dữ liệu như nhau, trong khi dịch vụ DSL

bất đối xứng cung cấp tốc độ upload thấp

hơn nhưng tốc độ download cao hơn

„ 1.2.1 ADSL, G.Lite and RADSL

độ download dữ liệu cao hơn được đánh

đổi bởi tốc độ upload thấp hơn Rất nhiều

ứng dụng Web, như là download file hay

trình duyệt web, được lợi từ việc băng

thông download lớn hơn và chỉ cần một

băng thông upload tương đối nhỏ.

„ Universal ADSL (thường được biết đến là G.Lite) là

dạng ADSL được cải thiện một trong những nhược

điểm của ADSL thông thường, đó là cài đặt ADSL

thông thường cần một kỹ thuật viên đến địa chỉ

của khách hang để cài đặt thiết bị splitter Thiết bị

này sẽ chia phổ tần số cho âm thanh và dữ liệu

G.Lite không cần cài đặt splitter, tuy nhiên phải

đánh đổi bởi tốc độ dữ liệu thấp hơn G.Lite cung

cấp băng thông tối đa 1544 kbps (384 kbps

upstream) trong khi ADSL thông thường có thể

cung cấp băng thông lớn hơn 8000 kbps

Phần 1: Giới thiệu chung về công nghệ xDSL

1.2 Phân loại

Rate-Adaptive DSL (RADSL), là sự triển khai của

ADSL mà tự động định dạng modem từ khi

khởi động để điều chỉnh tốc độ của nó tuỳ

theo chất lượng của đường điện thoại

Giống như G.Lite, RADSL cung cấp một tốc

độ dữ liệu tối đa thấp hơn nhiều so với

ADSL thông thường (1088 kbps)

„ 1.2.2 HDSL,SDSL và SHDSL

„ Một giải pháp đối xứng, High Bit /

Data-Rate DSL cung cấp một băng thông giống

nhau cho download và upload HDSL cần 2

tuyến điện thoại để cung cấp tốc độ dữ

liệu cơ sở (1544 kbps), và nó có thể cung

cấp tốc độ tối đa 2048 kbps khi sử dụng 3

dữ liệu cơ sở như vậy (1544 kbps) trong

khi chỉ cần sử dụng một tuyến điện thoại

„ Một dạng khác, Symmetric High-Bit-Rate

DSL cố gắng cải tiến cả HDSL và SDSL ở

chỗ chỉ cần một tuyến điện thoại và tích

hợp các dịch vụ ít được quan tâm đến các

công ty nhỏ

Phần 1: Giới thiệu chung về công nghệ xDSL

1.2 Phân loại

„ 1.2.3 VDSL

„ Very High Data-Rate DSL cần chiều dài cáp ngắn

hơn hầu hết các dạng khác của DSL (tối đa 4500

feet so với 18000 feet cho ADSL thông thường),

đồng thời đạt được tốc độ dữ liệu cao nhất (xấp xỉ

51840 kpbs) VDSL còn được biết đến với tên gọi

BDSL Ban đầu nó được gọi là VADSL ('A' for

asymmetric) nhưng sau đó được mở rộng để cung

cấp cả DSL đối xứng và bất đối xứng

„ Trong thực tế có những ứng dụng

high-end, như High-Definition Television (HDTV)

yêu cầu băng thông lên đến 20000kbps

Băng thông này có thể đạt được nếu sử

dụng VDSL

Phần 1: Giới thiệu chung về công nghệ xDSL

1.2 Phân loại

„ 1.2.4 IDSL

DSL/IDSN lai Hiểu theo nghĩa thông

thường, IDSL chỉ cung cấp tốc độ dữ liệu

giới hạn (128 kbps, mặc dù có thể xây

dựng các mạch nhân)

„ Chú ý: Ở châu Âu, các tổ chức chuẩn quản lý

sự phát triển của các công nghệ DSL khác ở

Mỹ Mặc dù sự triển khai của xDSL vẫn gần

như là giống hệt, một khách hàng đôi khi vẫn

có thể gặp các thuật ngữ như "VDSLe" hay

"ADSLe" để biểu thị cho kỹ thuật châu Âu

thay vì một kỹ thuật tương tự của Mỹ

Phần 1: Giới thiệu chung về công nghệ xDSL

1.3 Nộidung

„ 1.3.1 Chất lượng

„ 1.3.2 Băng thông

„ 1.3.3 Một số thông số kĩ thuật khác

„ 1.3.1 Chất lượng:

„ Để có thể thích hợp với dịch vụ DSL, tuyến

điện thoại liên quan phải được đánh giá

chất lượng Bên cạnh sự hạn chế về chiều

dài (không cách public exchange quá

18000 feet đường dây), tuyến điện thoại

này cũng phải có đủ các đặc tính chất

lượng về điện

Phần 1: Giới thiệu chung về công nghệ xDSL

1.3 Nộidung

„ Rất nhiều chi tiết kỹ thuật khác, nằm ngoài khả

năng kiểm soát của khách hàng, quyết định một

tuyến điện thoại có đủ chất lượng để cung cấp

DSL hay không Đôi khi một kỹ thuật viên có thể

đo chất lượng đường dây ở đầu cuối của họ mà

không cần đến địa chỉ khách hàng, nhưng đôi khi

sự đo đạc một chiều là không đủ và sự thử

nghiệm phải được tiến hành ở cả hai đầu dây

(tăng giá thành cài đặt) Nói chung không thể tiến

hành thử nghiệm đường dây cho DSL một cách tự

động, kỹ thuật viên phải làm việc bằng tay với các

thiết bị thử nghiệm

„ Ví dụ, một vấn đề kỹ thuật khó khăn cho DSL là

việc sử dụng các cuộn tải trên đường điện thoại

Các cuộn tải là các thiết bị điện nhỏ làm tăng khả

năng truyền tín hiệu thoại trên đường dây Các

công ty điện thoại cài đặt các thiết bị này trên

đường dây đã nhiều năm nhằm tăng chất lượng

dịch vụ Nhưng khi các cuộn tải hoạt động hiệu

quả ở âm tần (thoại), chúng lại ảnh hưởng xấu

đến các tần số cao (dữ liệu DSL) Dịch vụ DSL về

cơ bản sẽ không hoạt động trên các cuộn tải

Phần 1: Giới thiệu chung về công nghệ xDSL

1.3 Nộidung

„ 1.3.2 Băng thông:

thể nhận được từ DSL phụ thuộc vào chiều

dài đường dây điện thoại của họ Đường

dây càng dài thì băng thông DSL có thể

cung cấp càng nhỏ Tương tự như vậy,

chiều dày của nó (cỡ dây) có thể ảnh

hưởng đến băng thông.

„ Biểu đồ bên minh hoạ khả năng

download của Asymmetric Digital

Subscriber Line (ADSL), một dạng phổ

biến của xDSL Tốc độ dữ liệu được đo

bằng đơn vj kbps để dễ dàng so sánh

với các modem 56 kbps.

„ Khi chiều dài cáp tăng lên thì băng

thông giảm với cả hai chiều download

và upload Những số liệu này được

cung cấp với dây cỡ 24, và khả năng

truyền dữ liệu giảm đáng kể nếu sử

6,312 12,000

2,048 16,000

1,544 18,000

Tốc độ download (kbps)

Độ dài cáp (feet)

Phần 1: Giới thiệu chung về công nghệ xDSL

1.3 Nộidung

„ 1.3.3 Một số thông số kĩ thuật khác

„ a, Tốc độ

„ Công nghệ DSL đang thu hút được sự chú ý,

trước hết là vì tốc độ của nó DSL có thể cung

cấp tốc độ nhanh gấp 100 lần tốc độ của một

modem tương tự truyền thống Trong khi tốc

độ chính xác của một kết nối phụ thuộc vào

dạng xDSL được triển khai, thậm chí một kết

nối ADSL cơ sở cũng tốt hơn những modem

tương tự 20 lần hoặc hơn thế nữa

„ Vì DSL sử dụng đường dây điện thoại tương tự

như các modem truyền thống, nhưng làm thế

nào nó có thể đạt được tốc độ cao như vậy Về

cơ bản, DSL hoạt động ở các tần số cao (không

được sử dụng) của đường điện thoại Modem

ADSL bao gồm một bộ chia tín hiệu bên trong,

nó truyền các tín hiệu thoại ở các tần số thấp

(từ 0 đến 4 kHz) và các tín hiệu dữ liệu ở các

tần số cao hơn Vì vậy, bộ chia này cho phép

truy cập đồng thời bằng điện thoại và máy tính

Khách hàng sẽ không cần thêm đường dây

điện thoại cho dịch vụ DSL

Phần 1: Giới thiệu chung về công nghệ xDSL

1.3 Nộidung

„ b, Khả năng truy cập

„ Dịch vụ DSL cung cấp tại mọi thời điểm Với một kết nối

always-on, khách hang sẽ không cần phải quay số đến

nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) để truy cập vào

mạng Internet Hiện nay, một vài nhà cung cấp (như

Pacific Bell) cung cấp dịch vụ DSL được triển khai với

PPPoE (Point-To-Point Protocol over Ethernet) mà không

phải always-on, nhưng ngay cả trong trường hợp này

một router DSL có thể tự động hoá quá trình kết nối

Nên biết rằng các kết nối long-lived như DSL có thể có

các vấn đề về an ninh Rất nhiều khách hang DSL đã cài

đặt các sản phẩm firewall cá nhân trong các mạng gia

đình để chống lại các tấn công từ bên ngoài.

„ c, Các công nghệ cạnh tranh

„ Các modem cáp cho phép truy cập Internet tốc độ cao,

always-on sử dụng đường cáp TV Cáp có thể cung cấp

mạng với tốc độ có thể so sánh được với DSL Giống như

DSL, tốc độ upload của mạng sẽ thấp hơn tốc độ

download Nhưng khác với các dịch vụ DSL (tất cả đều

cung cấp một băng thông nhất định nào đó), dịch vụ

modem cáp xoay quanh một băng thông dùng chung

nào đó Điều này có nghĩa là khả năng thực tế của một

khách hàng sẽ phụ thuộc vào việc có bao nhiêu khách

hàng khác trong khu vực đó sử dụng cùng dịch vụ

Phần 1: Giới thiệu chung về công nghệ xDSL

1.3 Nộidung

„ Dịch vụ dữ liệu vệ tinh cung cấp một sự lựa

chọn khác ngoài dịch vụ DSL và cáp Ngày nay,

vệ tinh hoạt động ở tốc độ không lớn hơn 1/3

tốc độ của DSL, và thường nhỏ hơn Nhưng

giống như DSL, băng thông vệ tinh là xác định

và sẽ không giảm khi những người khác sử

dụng dịch vụ tại cùng thời điểm Hệ thống vệ

tinh “mini-dish” không được thiết kế cho truyền

thông 2 chiều (tương tự như việc truyền tín

hiệu TV), vì thế truy cập vệ tinh vào Internet

thường yêu cầu một modem và đường điện

thoại tương tự

„ Công nghệ Integrated Services Digital Network

(ISDN) đã xuất hiện vài năm từ các công ty

điện thoại công cộng Dưới các điều kiện lý

tưởng, IDSN cho phép khách hàng nhận dữ liệu

ở tốc độ bằng 2 lần dial-up thông thường Nói

chung, IDSN đã có mặt rộng rãi hơn dịch vụ

DSL, nhưng sự mở rộng nhanh chóng của các

mạng DSL cho thấy lợi thế đó đang mờ dần

Phần 2 : Giới thiệu công nghệ ADSL

„ 2.1 Cơ bản về ADSL

„ 2.2 Tính năng của công nghệ ADSL

„ 2.3 Đặc tính kĩ thuật của ADSL

„ ADSL: Asymmetric Digital Subscriber Line

cấp một băng thông download rộng hơn

upload Sự bất đối xứng này, kết hợp với tính

truy cập always-on (không cần gọi quay số)

làm cho ADSL trở thành lý tưởng cho

Internet/intranet surfing, video-on-demand,

và truy cập mạng LAN từ xa Những người sử

dụng ứng dụng này thường download thông

tin hơn gửi đi rất nhiều.

Phần 2 : Giới thiệu công nghệ ADSL

2.1 Cơbản v ADSL

„ ADSL truyền tín hiệu với tốc độ lớn hơn 6

Mbps đến một thuê bao và 640kbps theo cả

hai hướng, gấp 50 lần khả năng truy cập vốn

có ADSL có thể biến đổi mạng thông tin công

cộng vốn có từ một mạng bị giới hạn về âm

thanh, văn bản hay đồ họa thành một hệ

thống có khả năng mang các dữ liệu đa

phương tiện, bao gồm các hình ảnh chuyển

động, đến mọi nhà.

Hình 1: Các thành phần của một mạng ADSL bao g m telco v

CPE

Phần 2 : Giới thiệu công nghệ ADSL

2.1 Cơbản v ADSL

„ ADSL sẽ đóng vai trò quyết định trong vài thập kỷ tới

khi các công ty điện thoại thâm nhập các thị trường

mới như truyền các thông tin hình ảnh và đa phương

tiện Sự thành công của những dịch vụ mới này phụ

thuộc vào số lượng thuê bao đạt được trong những

năm đầu Bằng việc mang các bộ phim, truyền hình,

CD-ROM, mạng LAN và Internet đến các hộ gia đình

và các doanh nghiệp nhỏ, ADSL sẽ làm cho các thị

trường này có thể tồn tại và mang lại lợi nhuận cho

các công ty điện thoại và các nhà cung cấp các ứng

dụng tương tự

„ Một mạch ADSL kết nối một modem ADSL trên mỗi

đầu cuối của một tuyến điện thoại dây xoắn, tạo ra 3

kênh thông tin: một kênh download tốc độ cao, một

kênh song công tốc độ trung bình và một kênh dịch

vụ thoại Kênh dịch vụ thoại được chia ra từ modem

số bởi các bộ lọc, nhờ vậy đảm bảo dịch vụ điện

thoại không bị gián đoạn, ngay cả khi ADSL lỗi Kênh

tốc độ cao thay đổi từ 1,5 đến 6,1 Mbps và tốc độ

song công thay đổi từ 16 đến 640 kbps Mỗi kênh có

thể được chia thành các kênh tốc độ thấp hơn

Phần 2 : Giới thiệu công nghệ ADSL

2.2 Tínhnăng của côngnghệ ADSL

„ Các modem ADSL cung cấp các tốc độ dữ liệu nhất

quán với các hệ thống phân cấp số châu Âu E1 2,048

Mbps và Bắc Mỹ T1 1.544 Mbps Cấu hình tối thiểu

cung cấp băng thông download 1,5 hoặc 2 Mbps và

một kênh song công 16 kbps; các cấu hình khác cung

cấp tốc độ 6,1 Mbps và 64 kbps song công Các sản

phẩm với tốc độ download lên đến 8 Mbps và tốc độ

song công lên đến 640 kbps khi các modem ADSL

cung cấp giao thức Asynchronous Transfer Mode

(ATM) với tốc độ thay đổi được

Hình 2: Tốc độ của các kênh download và các kênh song công

Phần 2 : Giới thiệu công nghệ ADSL

2.2 Tínhnăng của côngnghệ ADSL

„ Tốc độ download dữ liệu phụ thuộc các hệ số, bao

gồm chiều dài và kích thước dây đồng, sự có mặt của

bridged taps, và cross-coupled interference Suy hao

đường truyền tăng theo chiều dài đường dây và tần

số, và giảm khi đường kính dây tăng Bỏ qua bridged

taps thì ADSL hoạt động như sau:

3.7 0.5

12000 24

6.1

4.6 0.4

15000 26

1.5 or 2

5.5 0.5

18000 24

1.5 or 2

Distance (kilometers) Wire size (mm)

Distance (feet)

Wire gauge (AWG) Data rate

(Mbps)

„ Có thể cung cấp dịch vụ cho các khách

hàng nằm trong phạm vi trên bằng các

hệ thống fiber-based digital loop carrier

(DLC) Khi những hệ thống DLC trở nên

có giá trị thương mại, các công ty điện

thoại có thể cung cấp sự truy cập rộng

khắp trong một khoảng thời gian tương

đối ngắn.

Phần 2 : Giới thiệu công nghệ ADSL

2.2 Tínhnăng của côngnghệ ADSL

xoay quanh video nén số Như một tín hiệu

thời gian thực, video số không thể sử dụng

các thủ tục điều khiển lỗi cấp độ mạng hay

đường dẫn thường có trong các hệ thống

truyền dữ liệu Vì vậy, các modem ADSL kết

hợp lại để sữa lỗi, nó làm giảm đáng kể các

lỗi gây ra bởi tạp âm xung Sự sửa lỗi theo

từng ký hiệu cũng làm giảm các lỗi gây ra bởi

tạp âm duy trì trong đường dây.

„ ADSL phụ thuộc vào các giải thuật tiên tiến tạo ra và xử lý tín

hiệu số để truyền nhiều thông tin qua đường điện thoại dây

xoắn Thêm vào đó, các bộ biến đổi, các bộ lọc tương tự và các

bộ chuyển đổi tương tự/số cũng đã được cải tiến Các đường

điện thoại dài có thể làm cho các tín hiệu ở tần số 1 MHz (giới

hạn trên của băng thông sử dụng cho ADSL) giảm đi 90 dB, làm

cho các bộ phận tương tự trong các modem ADSL gặp khó khăn

trong việc thu các dải động lớn, các kênh riêng biệt và duy trì

cấu hình nhiễu thấp Bề ngoài, ADSL có vẻ đơn giản-các ống

dẫn dữ liệu đồng bộ trong suốt ở các tốc độ dữ liệu khác nhau

qua các tuyến điện thoại thông thường Bên trong, nơi tất cả

các transistor hoạt động, là một điều kì diệu của công nghệ hiện

đại Hình 3 hiển thị một đầu cuối thu phát mạng ADSL.

Phần 2 : Giới thiệu công nghệ ADSL

2.3 Đặc tính kĩ thuật của công nghệ ADSL

Hình 3: Tổng quan các thiết bị cấu thành nên đầu cuối thu phát

mạng ADSL

„ Để tạo ra các kênh phức hợp, các modem ADSL chia

băng thông vốn có của một tuyến điện thoại theo

một trong hai cách được thể hiện trên hình 4: kỹ

thuật ghép kênh phân chia theo tần số (FDM) hoặc

kỹ thuật khử tiếng dội (echo cancellation) FDM phân

chia một dải thông cho dữ liệu upload và dải thông

còn lại cho dữ liệu download Đường download sau

đó được chia thành một hoặc nhiều kênh tốc độ cao

và một hoặc nhiều kênh tốc độ thấp bởi kỹ thuật

ghép kênh phân chia theo thời gian

Phần 2 : Giới thiệu công nghệ ADSL

2.3 Đặc tính kĩ thuật của công nghệ ADSL

các kênh tốc độ thấp tương ứng Kỹ thuật

khử tiếng dội (echo cancellation) chia dải

thông upload chèn lên dải thông download và

hai dải thông này được tách biệt nhờ kỹ thuật

tiếng dội cục bộ (local echo cancellation), một

kỹ thuật rất phổ biến trong các modem V.32

và V.34 Trong cả hai kỹ thuật này, ADSL chia

một dải 4 kHz trong vùng âm tần cho dịch vụ

thoại.