NỘI DUNG MÔN HỌCChương 1: Chương 1: Giới thiệu chung.Chương 2: Chương 2: Kỹ thuật nền tảng trong công nghệ truy nhập.Chương 3: Chương 3: Các công nghệ truy nhập.Chương 4: Thiết kế mạng truy nhậpTiểu luận môn học. Tiểu luận môn học.
Trang 1Yêu cầu kiến thức: Tổng quan về viễn thông, Ghép kênh tín hiệu
số, Anten và truyền sóng, Truyền dẫn vô tuyến số, Kỹ thuật chuyển
mạch, mạng viễn thông
Trang 2NỘI DUNG MÔN HỌC
Chương 1: Giới thiệu chung Chương 1:
Chương 2: Kỹ thuật nền tảng trong công nghệ truy nhập Chương 2:
Chương 3: Các công nghệ truy nhập Chương 3:
Chương 4: Thiết kế mạng truy nhập
Tiểu luận môn học.
16 November 2010
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
Nội dụng tiểu luận:
Trang 3TÀI LIỆU THAM KHẢO (1)
1. Ashwin Gumaste, Tony Antony, First Mile Access Networks and
Enabling Technologies, Cisco Press, 2004
2. Paul France, Local Access Network Technologies, Institution of
Electrical Engineers , 2004
3. Chinlon Lin, Broadband Optical Access Networks and Home Systems Technologies and Deployment Strategies, John Wiley & Sons Ltd, 2006
Fiber-to-the-4. Shlomo Ovadia, Broadband Cable TV Access Networks: from
technologies to applications, Prentice Hall, 2001
5. Halid Hrasnica Abdelfatteh Haidine Ralf Lehnert, Broadband Powerline Communications Networks, John Wiley & Sons Ltd, 2004
6. Philip Golden, Hervé Dedieu, Krista Jacobsen, Fundamentals of DSL Technology, Taylor & Francis Group, 2006
Trang 4TÀI LIỆU THAM KHẢO (2)
7. Nguyễn Việt Hùng, Dương Thị Thanh Tú, “Mạng truy nhập”, Tài liệu giảng dậy, Học viện CNBCVT, 2008.
8. Nguyễn Việt Hùng, “Công nghệ truy nhập trong mạng NGN”, Tài liệu giảng dậy, Học viện CNBCVT, năm 2006
9. Dương Thị Thanh Tú, “Mạng và các công nghệ truy nhập”, bài giảng, Học viện CNBCVT, 2010.
10. Nguyễn Quý Sỹ, Nguyễn Việt Cường, “Kỹ thuật mạng và
cung cấp dịch vụ ADSL”, Tài liệu giảng dậy, Học viện
Trang 5CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG TRUY NHẬP
Khái niệm:
9 Theo quan điểm truyền thống.
9 Theo quan điểm của ITU-T.
Phân loại:
9 Dựa trên băng thông.
9 Dựa trên môi trường truyền dẫn.
Quá trình và xu hướng phát triển.
Dùng bộ cung cấp mạch vòng thuê bao số DLC
Chuyển tiếp quang, vi ba
Thay đổi đường kính cỡ cáp
Trang 6Mạng truy nhập
Q3
SNI – Giao diện nút dịch vụ
UNI – Giao diện người
sử dụng mạng
-Thuê bao
Truy nhập bằng quay số (Dial-up): 56Kb/s
N-ISDN (Narrow - Intergrated Service Digital Network): 2B+D,
23B+D, 30B+D
Truy nhập băng rộng: (> 2Mb/s)
B-ISDN (Broad band - Intergrated Service Digital Network)
xDSL (Digital Subscriber Line)
PLC (Power Line Carrier)
Truy nhập quang …
Trang 7MMDS: Multipoint Multichannel Distribution System.
LMDS: Local Multichannel Distribution System
WLAN: Wireless Local Area Network
Truy nhập vệ tinh
Thông tin di động
Truy nhập vô tuyến cố định
Trang 8V5 DLC Gi÷a thËp kû 90
NGDLC Cuèi thËp kû 90
Truy nhËp IP
Trang 10Các chế độ hoạt động của DLC
của hệ thống DLC ít hơn số thuê bao của nó
ÎChế độ tập trung có thể dẫn đến tắc nghẽn khi số cuộc gọi yêu cầu nhiều hơn số kênh trên đường truyền chung
ÎGiảm đáng kể chi phí đầu tư
ÎMột số người phục vụ sẽ bị từ chối phục vụ hoặc chấp nhận một thời gian trễ nhất định
ÎDung lượng của hệ thống phụ thuộc vào xác suất tắc nghẽn chấp nhận được trên đường truyền từ CO-RT, thường từ 0,1% đến 0,5%
dẫn của hệ thống bằng số lượng thuê bao của nó
Hoạt động được với mọi loại tổng đài, theo chế độ phi tập trung
Chỉ hỗ trợ giao diện cáp đồng truyền thống giữa DLC - CT với tổng đài, kết nối RT-CT thông qua giao diện E1, DS3
Là giải pháp tạm thời, ra đời từ những năm 70 của thế kỷ trước
Trang 112G DLC RT
Codec
Codec
Codec
LIU: Line Interface Unit - Bộ giao tiếp đường dây phía tổng đài
Giao diện tương tự với tổng đài -> Có thể giao tiếp với mọi loại tổng đài
mà không cần một điều kiện đặc biệt gì hay nâng cấp tổng đài
Trang 12DLC thế hệ thứ hai – IDLC
IDLCCT
Ghép kênh STM-1
Ghép kênh E1
Ghép kênh E1
Cho phép sử dụng giao diện luồng E1 kết nối với tổng đài, giảm được bước biến đổi A/D, D/A không cần thiết
Chỉ có thể giao tiếp với tổng đài có cùng chuẩn giao tiếp IDLC (có thể dùng V5.x)
Không cần thiết bị ghép kênh PCM phía tổng đài, các kênh số liệu có thể truy nhập trực tiếp từ tổng đài đến thiết bị PCM đàu xa, tạo khả năng điều hành và bảo dưỡng tập trung
16 November 2010
3G DLC hay NGDLC – DLC thế hệ kế tiếp
Ghép kênh E1
3G DLC CT
3G DLC RT
Ghép kênh E1
Trang 1316 November 2010
3G DLC hay NGDLC – DLC thế hệ kế tiếp
Nhược điểm:
Băng thông và dung lượng hạn chế
Nút cổ chai trong vòng truy nhập nếu phần lớn thuê bao sử dụng dịch vụ xDSL và nút cổ chai trong mạng lõi ATM
Khó mở rộng dung lượng
Kiến trúc phức tạp, qua nhiều lớp (IP qua ATM qua SDH/DSL)
Giá thành và chi phí tương đối cao
Trang 14KHÁI NIỆM - Mạng truy nhập theo quan điểm truyền thống (1)
Khái niệm:
Nằm giữa tổng đài và thiết bị đầu cuối của khách hàng
Thực hiện chức năng truyền dẫn tín hiệu
Kết nối trực tiếp đến thuê bao
Trang 15Truy nhập trong mạng thế hệ sau NGN
16 November 2010
Truy nhập trong mạng thế hệ sau NGN
Trang 17Dịch vụ Mega VNN
Dịch vụ thoại, multimedia , MegaWAN
CES
CES
CES CES
CES
CES
CES CES
CES CES
IP DSLAM /
MSAN
IP DSLAM / MSAN
IP DSLAM /
MSAN
IP DSLAM / MSAN
IP DSLAM / MSAN
IP DSLAM /
MSAN
IP DSLAM / MSAN
IP DSLAM / MSAN
IP DSLAM / MSAN
IP DSLAM /
Cáp quang Cáp quang
Trang 18Xu hướng phát triển
1. Cung cấp cho khách hàng băng thông gần như
không hạn chế (Các công nghệ quang thụ động).
2. Cung cấp cho người dùng kết nối mọi lúc, mọi nơi
với tốc độ có thể thoả mãn (truy nhập vô tuyến với
các thế hệ từ 2 đến 4).
16 November 2010
Thảo luận: Giải pháp truy nhập trong giai đoạn quá độ
Bài toán lựa chọn giải pháp truy nhập:
•Khu vực nông thôn mới chuyển lên đô thị.
•Số lượng cáp đồng dự phòng còn nhưng rất
hạn chế.
•Có sự cạnh tranh của nhiều nhà cung cấp
dịch vụ viễn thông
Trang 19KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Chương 1 giới thiệu quan điểm truyền thống cũng như hiện đại về khái niệm mạng truy nhập, các công nghệ truy nhập và sự phát triển của các hệ thống truy nhập.
Xu hướng phát triển của mạng truy nhập trong tương lai tuy có nhiều quan điểm khác nhau nhưng đều thống nhất hướng tới công nghệ truy nhập theo mạng thế hệ sau NGN với tiêu chí truy nhập mọi lúc mọi nơi và không hạn chế tốc độ.
16 November 2010
CHƯƠNG 2
MỘT SỐ KỸ THUẬT CƠ SỞ TRONG
CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP
Kỹ thuật giảm thiểu tác động của nhiễu:
• Kỹ thuật phát hiện và sửa lỗi.
• Kỹ thuật đan xen.
Kỹ thuật đa truy nhập:
CSDM, FDMA, TDMA, CDMA, SDMA, OFDMA, IDMA Bảo mật.
Trang 20Block (mã khối) Convolutional (mã xoắn) Turbo
…
Trang 21Mã khối tuyến tính
Là một loại mã kiểm tra chẵn lẻ, đặc trưng bởi (n,k)
Bộ mã hoá sẽ biến đổi k số hạng thông tin thành 1 khối gồm n số hạng (n>k) - một véc tơ mã hoá
k bit thông tin tạo ra 2kdãy bit thông tin riêng biệt - một véc tơ thông tin, gọi là không gian k chiều -> Khối n bit cũng có thể tạo thành 2n chuỗi
riêng biệt và cũng gọi là không gian n chiều
ÎMã khối tuyến tính sẽ biến đổi một chuỗi thông tin trong 2kchuỗi thành một chuỗi dữ liệu duy nhất trong 2nchuỗi hay nói cách khác đó là một biểu diễn ánh xạ 1-1 từ tập tin đến tập từ mã
ÎMã khối tuyến tính bao gồm một số loại mã nổi tiếng như: mã vòng (mã cyclic), mã Hamming, mã Golay mở rộng, mã BCH
16 November 2010
Ví dụ phép gán từ mã thông tin trong mã khối tuyến tính
Véc tơ thông tin Từ mã
Trang 22Mã BCH (Bose – Chadhuri- Hocquenghem): trường
hợp tổng quát của mã Hamming
(n, k) = (23,12) (n, k) = (24,12)
Khả năng phát hiện lỗi: e= dmin-1
Khả năng sửa lỗi: t=(dmin–1 )/2
Trang 23Ví dụ về bộ mã xoắn tốc độ ½, K=3
16 November 2010
Xác định đầu ra theo trạng thái thanh ghi
chuỗi đầu vào m = 101
chuỗi đầu ra u = 11 10 00 10 11
Khả năng sửa lỗi: t=(df-1)/2
Trang 24Xác định đầu ra theo đa thức sinh
16 November 2010
Xác định đầu ra theo biểu đồ trạng thái
chuỗi đầu vào m = 101
chuỗi đầu ra u = 11 10 00 10 11
01
Trang 25Xác định đầu ra theo sơ đồ cây
chuỗi đầu vào m = 110 11
chuỗi đầu ra u = 11 01 01 00 01
16 November 2010
Xác định đầu ra theo biểu đồ lưới
chuỗi đầu vào m = 101
Trang 26Trường Galois – Galois Fields
Trường GF(2m) được sử dụng để cấu trúc nên mã R-S
Trong đó:
Trang 30Kỹ thuật đa truy nhập
Đa truy nhập dự đoán sóng mang CSMA (Carrier Sense Multiple Access)
Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA (Frequence Division
+ Mỗi kênh được cấp phát một tần số cố định
+ Độ rộng băng tần cấp phát cho hệ thống B MHz được chia thành n băng tần con, mỗi băng tần con được ấn định cho một kênh riêng có độ rộng băng tần là B/n MHz
+ Các máy vô tuyến đầu cuối phát liên tục một số sóng mang đồng thời trên các tần số khác nhau Máy thu đường xuống hoặc đường lên chọn sóng mang cần thiết theo tần số phù hợp.
Trang 31TDMA
+ Cho phép nhiều người dùng truy nhập vào cùng một kênh tần
số mà không bị kẹt bằng cách định vị những rãnh thời gian duy nhất cho mỗi người dùng trong mỗi kênh
+ TDMA thường được sử dụng trong các hệ thống thông tin di động GSM hay các hệ thống thông tin vệ tinh.
+ Do mỗi kênh hay nguồn phát có một mã riêng nên máy thu có thể phân biệt được sóng mang thậm chí tất cả các sóng mang đồng thời
Trang 32SDMA
+ Năng lượng sóng mang của các
kênh hay các nguồn phát khác
nhau được phân bố hợp lý trong
không gian để chúng không gây
nhiễu cho nhau
+ Vì các kênh hay các nguồn phát
chỉ sử dụng không gian được quy
định trước nên máy thu có thể thu
được sóng mang của nguồn phát
+ Chính vì vậy ta không cần có các đoạn băng bảo vệ giữa các kênh (hay nói chính xác hơn chỉ cần các đoạn băng bảo về khá hẹp) và nhờ đó tăng được dung lượng hệ thống OFDMA so với FDMA.
Trang 33IDMA
+ Là 1 kĩ thuật mới, hiện vẫn còn trong gian đoạn nghiên cứu
+ Là kĩ thuật dựa vào các đan xen khác nhau để tách những người
sử dụng khác nhau trong 1 hệ thống truyền thông trải phổ đa người dùng.
+ Điều kiện cho IDMA được thực thi thành công là máy phát và thu chấp nhận đan xen giống nhau
+ Tiêu chuẩn để thiết kế đan xen trong IDMA là:
- Các đan xen phải thật dễ xác định và dễ tạo ra
- Các đan xen không “xung đột”.
16 November 2010
CSMA
Là phương thức truy nhập mà trong đó các trạm lắng nghe sóng mang trên đường truyền và phản ứng theo nó được gọi là các “Đa truy nhập dự đoán sóng mang” – CSMA
Trang 34Vẽ cấu trúc bộ mã xoắn K=3, tốc độ 1/2 với
Cho đầu vào m = 1011, xác định đầu ra u theo các
cách khác nhau
Trang 35Bài tập chương 2 (2)
Vẽ cấu trúc bộ mã xoắn K=3, tốc độ 1/3 với
Cho đầu vào m = 1011, xác định đầu ra u theo các
cách khác nhau
16 November 2010
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
Nội dung chương 2 đã giới thiệu sơ lược những kiến
thức chung nhất của các kỹ thuật nền tảng, thường
được sử dụng trong các công nghệ truy nhập.
Những kiến thức này sẽ là tiền đề cho những tìm hiểu
sâu hơn về các công nghệ truy nhập sẽ được tìm hiểu
trong các chương sau.
Trang 36CHƯƠNG 3 – CÁC CễNG NGHỆ TRUY NHẬP
Cụng nghệ truy nhập truyền thống: Dialup,
ISDN và giao diện V5.x.
Họ cụng nghệ xDSL.
Cụng nghệ PLC.
Cụng nghệ CM.
Cụng nghệ truy nhập quang.
Cụng nghệ truy nhập qua vệ tinh.
1964: V.21 của CCITT (200 bit/s và 300bit/s –FSK).
v.32bis dùng mã trellis đạt 14 400 bit/s.
Trang 37Modem băng tần thoại (2)
Các chuẩn ITU-T cho modem băng tần thoại
56000 / 48000V.92
56000 / 33600
V.90 (X2, K65Flex)
33600 / 33600V.34
28800 / 28800
V.FC
14400 / 14400V.32 bis
9600 / 9600V.32
2400 / 2400V.22 bis
300 / 300V.21
Speed (US/DS) - bps Standard (ITU-T)
16 November 2010
Modem băng tần thoại (3)
Cấu hình đấu nối qua mạng điện thoại tương tự
Trang 38Modem băng tần thoại (4)
Cấu hình đấu nối qua mạng điện thoại số
16 November 2010
Mạng số tích hợp đa dịch vụ ISDN
TE1
TATE2
ISDN: Intergrated Service Digital Network
Là mạng tích hợp các dịch vụ thoại, số liệu, vidieo trên cùng một mạng duy nhất
Số hoá đến tận thuê bao
Trang 39Các loại kênh ISDN
Kênh B (64kb/s):kênh dữ liệu, tải chuyển mạch kênh hoặc chuyển mạch gói, có thể mang tải không cần chuyển mạch (các kết nối bán cố định xuyên qua tổng đài)
Kênh D (16 hoặc 64 kb/s):Kênh báo hiệu, chỉ hỗ trợ chế độ truyền gói, thông lượng còn dư của kênh D có thể để truyền dữ liệu dạng gói tốc độ thấp
Kênh H (nx64kb/s):Dùng cho các ứng dụng yêu cầu băng thông lớn
M¹ch thuª bao TËp trung ®−êng d©y
Trang 40ITU-T: G.964 - tiêu chuẩn V5.1 (ban hành 6/1994).
G.965 - tiêu chuẩn V5.2 (ban hành 3/1995)
Châu Âu: ETSI 300-324-1 -> chuẩn V5.1 (ban hành 1/1994)
ETSI 300-347-1 -> chuẩn V5.2 (ban hành 11/1994)
Việt Nam: TCN 68-184:1999 về V5.1
TCN 68-185:1999 về V5.2(Do tổng cục Bưu điện Việt Nam ban hành 17/11/1999)
Phân loại:
16 November 2010
Chức năng của giao diện V5.2
Trang 41•Truyền dẫn đối xứng và không đối xứng: VDSL, VDSL 2.
1998
ADSL T1.413 phiên bản 2 ATM
Giảm mào đầu Thích ứng tốc độ
HDSL4
TC-PAM Băng tần xác định
TIÊU CHUẨN QUẢN LÝ BĂNG TẦN
CHUẨN QUỐC TẾ
Bất đối xứng
Đa tốc độ
HDSL2 T1.41B UAWG
Trang 421 đôi 3,6 km-4,5 km
1,544Mb/s đối xứng
2,048Mb/s đối xứng
HDSL2
Cấp luồmgT1/E1 để truy xuất WAN LAN, truy xuất server
2 đôi
3 đôi 3,6 km-4,5 km
144 Kb/s đối xứng
IDSL
Ứng dụng
S đô dâ
Khoảng cách truyền dẫn Tốc độ
nt 100Mb/s lên/xuống
km (tuỳ tốc độ)
24 Mb/s xuống, 1
Mb/s lên
ADSL2+
nt nhiều đôi
dây nt
1 đôi 5km (tốc độ
càng cao thì khoảng cách càng ngắn )
8 Mb/s xuống, 800
Kb/s lên
ADSL
Trang 43ATU-R MDF
Chuyển mạch
ATM/IP
Chuyển mạch
CO
POTS /ISDN
PSTN
Mạch vòng thuê bao cáp đồng Mạng băng rộng
ATU-C
Trang 44Mô hình tham chiếu chuẩn của hệ thống
DLL
Splitter C
NI ATU-C
HP LP
CI ATU-R
HP LP
U-R2
Customer Premises Network T-R
Telephone Set, Voiceband Modem
or ISDN Terminal
U-C U-R
NT
NT - Network Termination
16 November 2010
Các vấn đề ảnh hưởng đến truyền tải ADSL
Sự thay đổi cỡ cáp
Cuộn gia cảm (Load coil)
Cầu rẽ (Bridge tap)
Trang 46Xuyên âm
Xuyên âm đầu gần NEXT (Near End Crosstalk)
Xuyên âm đầu xa FEXT (Far End Crosstalk)
16 November 2010
Kỹ thuật điều chế đa tần rời rạc – DMT
Downstream Data
Upstream Data
Tốc độ lớn nhất hướng lên: 25 kênh x 15 bit/symbol/Hz/kênh x 4 KHz = 1,5 Mbit/s
Tốc độ lớn nhất hướng xuống: 249 kênh x 15 bit/symbol/Hz/kênh x 4 KHz = 14,9 Mbit/s
Trang 476 tones x 8 bits/tone = 48 bits
Sau khi khëi t¹o (cã nhiÔu)
15 + 9 + 7 + 5 + 4 + 8 = 48 bits
8
15
No of Bits
Tones
max 15
9 7 5 4 8
SỐ BIT TRÊN MỘT KÊNH PHỤ THUỘC VÀO NHIỄU
Trang 49M· hãa RS
M· hãa RS
M· hãa RS
M· hãa RS
§an xen
§an xen
S¾p xÕp xÕp
v m· hãa chïm
®iÓm
I D F T
I D F T
Thªm TiÒn tè vßng
Thªm TiÒn tè vßng D/A
F D Q
D F T
T¸ch tiÒn tè vßng TDQ
ADC+ fillter
F D Q
D F T
T¸ch tiÒn tè vßng TDQ
ADC+ fillter
Frame 67
Frame 68
Sync Symbol
Frame
OAM bits
in fast
OAM bits
in fast
Frame Data Buffer (68/69 x 0.25 ms)
Fast Data Buffer Interleaved Data Buffer
Fast Byte Fast Data Redundancy FEC Interleaved Data
Point C
K F bytes
Point A
Trang 50Chế độ truyền tải
LS2 tuú chän LS1 tuú chän
AS0
AS3 tuú chän
AS1 tuú chän AS2 tuú chän
Trang 51Triển khai ADSL tại Việt Nam
16 November 2010
Công nghệ ADSL 2
Là thế hệ thứ hai được chuẩn hoá trong ITU-T G.992.3 và G.992.4
dựa trên tiêu chuẩn của thế hệ thứ nhất ITU-T G.992.1 và G.992.2
Có nhiều cải tiến so với ADSL thế hệ thứ nhất:
Các tính năng liên quan đến ứng dụng:
9 Hỗ trợ ứng dụng ở chế độ hoàn toàn số
9 Hỗ trợ ứng dụng thoại trên băng tần ADSL
9 Hỗ trợ chức năng ghép ngược ATM (IMA)
Các tính năng liên quan đến lớp vật lý
9Phân khung linh hoạt hơn, giảm tiêu đề khung
9Chẩn đoán, giám sát online, thích ứng tốc độ online, khởi tạo
Trang 52Chức năng ghép ngược ATM
phy phy
Link 1 Link 0
Link2
16 November 2010
Ghép nhiều đường dây để tăng tốc độ
20 Mb/s trên hai đôi ghép
30 Mb/s trên 3 đôi ghép
40 Mb/s trên 4 đôi ghép
Trang 54Công nghệ ADSL 2+
ADSL2+ là ADSL2 với băng tần mở rộng được chuẩn hoá
dựa trên chuẩn của ADSL2.
Mang đầy đủ đặc tính của ADSL2
16 November 2010
Tốc độ cải thiện của ADSL2+ so với ADSL
