Công nghệ ADSL

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

LỜI NÓI ĐẦU

Những năm đầu của thế kỉ XXI, được coi là kỷ nguyên của công nghệ thôngtin, 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 đổithông tin đã làm cho mạng Internet ra đời Các cơ quan, tổ chức đều nhận thứcđược tính ưu việt của xử lý thông tin qua mạng Kết nối mạng không thể thiếu chocác 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 đãđáp ứng cho việc xử lý thông tin một cách thuận tiện nhanh chóng, chính xác và đạthiệu 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 máytính theo phạm vi địa lý (LAN và WAN) Đặc biệt là mạng WAN, vì đó là côngnghệ 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 cấpdịch 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 thiếusót Rất mong sự đóng góp ý kiến và giúp đỡ của các thầy cô, bạn bè

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn!

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 Mạngxương 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 kiểuPoint- to- point nối mạng LAN với mạng Nhận thức Internet là một tập hợp củaSwitching Wans (backbones), LANs, Point- to- point WANs

Mặc dù bộ giao thức TCP/IP bình thường bao gồm 5 lớp, nó chỉ định cácgiao thức trên thành 3 lớp: TCP/IP duy nhất liên quan đến tầng mạng, tầng vậnchuyển và tầng ứng dụng Điều này có nghĩa rằng TCP/IP giả thiết sự tồn tại củaWANs, 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 chophép kết nối các thiết bị độc lập liên lạc với nhau trong một vùng có giới hạn, mộttoà nhà, hay một khu trường

Công nghệ mạng LAN phổ biến nhất hiện nay trên thế giới cũng như ở ViệtNam 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 ATMLANs 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 từđầu những năm 1970 Ethernet là công nghệ mạng cục bộ được tổ chức kết nối theodạng đường thẳng (Bus), sử dụng phương pháp điều khiển truy nhập ngẫu nhiênCSMA/CD với tốc độ trao đổi số liệu 10 Mbps Công nghệ Ethernet được các tổchức 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 trườngtrong cấu trúc gói số liệu được mô tả ở hình sau:

Hình 1.1: Cấu trúc gói số liệu Ethernet và IEEE 802.3Ethernet định nghĩa trường “loại số liệu” (TYPE), cho biết số liệu trongtrường số liệu (Information Field) thuộc giao thức ở mức mạng trong khi IEEE802.3 định nghĩa trong trường độ dài (LEN) của gói số liệu Trường Preamble vàSFD gồm chuỗi bit 1010 10 phục vụ việc đồng bộ cho đơn vị điều khiển nhận Vớihai bit cuối cùng của trường SFD là 11 “vi phạm” mẫu chuỗi bit đồng bộ, cho biết

Cấu trúc gói số liệu Ethernet

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, trườngloại 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 lýnội 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 phéphạn chế thời gian phát, tương ứng với thời gian chiếm kênh truyền của một trạm vànhư vậy, tăng khả năng truy nhập mạng và trao đổi số liệu cho các trạm khác cũngnhư giới hạn dung lượngbộ nhớ đệm phát và thu

Deferring On?

Send JAM

Iner, attempts

Too many Attempts

RxM

Start receiving

Receiv e Done ?

Frame too smal ?

Diasemble Frame

RxM done OK

Hình 1.2 Lưu đồ điều khiển truy nhập mạng EthernetQuá trình phát bắt đầu bằng việc chuẩn bị gói số liệu cần phát trong bộ nhớđệm phát Nếu không ở trạng thái chờ ngẫu nhiên (deferring) vì phát hiện xung độttrước đó và kênh rỗi, quá trình phát được khởi động và kết thúc tốt đẹp Trườnghợp 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 trongmạng 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 trướckhi 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, thờigian chờ để kiểm tra kênh và phát lại khi có xung truy nhập tăng theo tỷ lệ thuậntheo hàm số mũ với số lần truy nhập và như vậy, làm tăng thời gian truy nhậpmạng, đặc biệt khi lưu lượng số liệu trao đổi trong mạng lớn, tương ứng với xácxuất 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 truynhập 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 độdài 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 đểthu gói tiếp theo được khởi động điều này cũng xảy ra khi địa chỉ đích không trùngvới địa chỉ nguồn của địa chỉ thu Gói số liệu thu được chỉ được ghi vào bộ nhớđệm thu sau khi khẳng định các byte kiểm tra FCS đúng Trong trường hợp ngượclại, các thông báo lỗi thu, ví dụ: độ dài không đúng (LEN error) hoặc phạm vi giớihạn gói dữ liệu (aligment error) hoặc lỗi CRC (CRC error), được chuyển cho phần mềmđiều 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

ES

Max 185mMax 500m

0.5mMax 2.5m

Max.50m

ES

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

Hình 1.5: Ethernet sử dụng cáp điện thoại 10 BASE-TCác tiêu chuẩn kết nối vật lý này cho thấy sự tiến triển của công nghệ mạngEthernet qua thời gian

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 kimUTP (Unshield Twisted Pair), với phạm vi tín hiệu lên tới 500m, topo mạnghình sao

• 10BASE2: tốc độ 10Mb/s, dùng cáp đồng trục thin-cable vớitrở 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, topomạng dạng bus

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 hiệnxung 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

Hình 1.6: Hoạt động của Ethernet /802.3Khi một máy trạm muốn truyền tín hiệu , máy trạm sẽ kiểm tra trên mạng đểxác định xem có máy trạm khác hiện đang truyền thông

Nếu mạng không bị bận, máy trạm sẽ thực hiện việc truyền Trong lúc đanggởi tín hiệu máy trạm sẽ kiểm tra mạng để đảm bảo không có máy trạm khác đangtruyền vào thời điểm đó Có khả năng hai máy trạm cùng xác định mạng không bịbận và sẽ truyền vào thời điểm xấp xỉ nhau Nếu điều này sảy ra thì sẽ gây ra xungđột như minh hoạ ở của hình 1.7

Application

Presentation

SessionTransport

Netword

Data Link

Physical

ApplicationPresentationSessionTransportNetwordData LinkPhysical

Khi tất cả node đang truyền mà phát hiện ra xung đột, node truyền đi một tínhiệu nhồi (jam signal) nhấn mạnh thêm xung đột đủ lâu dài để tất cả node khácnhận ra Tất cả node khác đang truyền sẽ ngừng việc gửi frame trong thời gianđược chọn ngẫu nhiên trước khi cố gắng gửi lại Nếu lần gởi lại cũng dẫn đến kếtquả xung đột, node đó sẽ gửi lại và số lần gửi lại là 15 lần trước khi bỏ hẳn việcgửi Các đồng hồ chỉ định thời quay lui tại các máy khác nhau là khác nhau Nếuhai 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 FastEthernet (100 Mbps) Trong tầng MAC, Fast Ethernet sử dụng cùng nguyên lý nhưEthernet truyền thống (CSMA/CD) chỉ có điều tốc độ đường truyền đã được tănglên từ 10 Mbps đến 100 Mbps Để cho CSMA/CD làm việc, chúng ta có hai sự lựachọn: làm tăng độ dài cực tiểu khung kết cấu hoặc giảm sự va chạm miền (tốc độcủa ánh sáng không thể thay đổi được) Việc tăng thêm độ dài cực tiểu của khungkết cấu kéo theo sự bổ sung ở phía trên Nếu dữ liệu được gửi đi không đủ dài, thìchúng 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 mạnghình 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 thôngkhác 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 wire) trong khi thi hành Loại 2 dây được dùng trong 100BASE-X, với mọi cáp cặpxoắn (100BASE-TX) hoặc cáp sợi quang (100BASE-FX) Loại 4 dây chỉ đượcdùng cho loại cáp cặp xoắn (100BASE-T4)

(four-1.1.1.7 Gigabit Ethernet

Muốn truyền tải các loại dữ liệu cao hơn 100mbps thì phải dùng giao thứcGigabit Ethernet Để đạt được tốc độ truyền dữ liệu này, thì lớp MAC có hai tuỳchọn: 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 kếtcấu 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 dâyhoặc 4 dây Loại 2 dây được dùng trong 1000BASE-X Với sự phát triển của loạisợi cáp quang học laze sóng ngắn báo hiệu (1000BASE-SX) Những sợi cáp quanghọc 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 traođổi 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 sautrên 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 củagói số liệu, bao gồm các mẫu ký tự (symbols) J và K Việc mã hoá J và Kphụ thuộc vào phương pháp điều chế tín hiệu cụ thể ở mức vật lý(differential mancherter encoding)

U/L

14 bit RingNo

32 bitHostHình 1.8.2: Cấu trúc địa chỉ

SD

AC

ED

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 khiểntruy 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;T=1:thẻ bài bận

+ M: Monitor Bit - Xác định chức năng điều khiển giám sát hoạt độngcủa mạng

+R: Request Bit - Xác định yêu cầu thẻ bài với độ ưu tiên truy nhậpnhất định

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

+ 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

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

+ 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 theonguồn (Source Routing) khi kết nối nhiều mạng Token Ring ở mức điều khiển truynhập MAC

Khác với gói số liệu thông thường, thẻ bài là một gói số liệu đặc bịêt, chỉgồm 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 khácnhau 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 chờnhận đựơc thẻ bài có trạng thái rỗi và có độ ưu tiên truy nhập của A, chuyển thẻ bàirỗi thành giới hạn đầu SFS và phát số liệu cần phát sau đó với địa chỉ đích là C Aphát trong thời gian quy định, còn gọi là thời gian “giữ thẻ bài” THT (TokenHolding Time ) hoặc phát cho đến khi hết số liệu cần phát Lưu ý rằng, độ ưu tiêntruy nhập mạng và thời gian giữ thẻ bài THT đựơc thiết lập khi thực hiện cài đặt vàcấu hình thiết bị cuối kết nối vào mạng

Hình 1.9: quá trình hoạt động của Token Ring

Vì địa chỉ đích không trùng với địa chỉ nguồn của mình nên D nhắc lại gói sốliệu của A và phát tiếp tục trên mạng Tương tự như D, B nhắc lại gói số liệu vớiđịa chỉ đích là C và địa chỉ nguồn là A

DD

Sau khi nhận lại gói số liệu mình phát, A thay đổi trạng thái các bit sao chogói số liệu trở thành một chuỗi bit bất kỳ, không còn là một gói số liệu xác địnhđược, nghĩa là loại bỏ gói số liệu do chính mình phát ra khỏi mạng, và phát thẻ bài

có trạng thái rỗi vào mạng

1.2 Mạng diện rộng WAN

1.2.1 Kết nối điểm - điểm:

hình 1.10: kết nối Point to pointCòn được gọi là kênh thuê riêng (leased line ) bởi vì nó thiết lập một đườngkết nối cố định cho khách hàng tới các mạng ở xa thông qua các phương tiện củanhà 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 vớihai phương thức truyền dữ liệu:

- Truyền bó dữ liệu- Datagram transmissions: Truyền dữ liệu làcác frame dữ liệu được đánh địa chỉ riêng biệt

- Truyền dòng dữ liệu-Data-stream transmissions: Truyền mộtdòng 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 thiếtlập, 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 dữliệu-Datagram transmissions và truyền dòng dữ liệu-Data-stream transmission

Được sử dụng rộng rãi trong các công ty điện thoại, chuyển mạch hoạt độnggần 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 bịmạng chia sẻ một kết nối điểm-điểm để truyền một gói dữ liệu từ nơi gửi đến nơinhận thông qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ Các kỹ thuật ghép kênh được sửdụng 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, phânbiệt 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 (bandwidthsalabitlity)

- Do xác xuất lỗi của hệ thống truyền dẫn thấp nên có thể bỏ cácbiện pháp phát hiện và khắc phục lỗi khi trao đổi số liệu giữa hai hệ thống kềnhau và giảm các số liệu điều khiển chống lỗi ở mức mạng (fast packetswitching) Các giao thức ở mức cao có trách nhiệm đảm bảo trao đổi số liệuchính 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 bàoATM bởi hệ thống chuyển mạch nhỏ và xác định Một tế bào ATM có 53byte, 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 địnhX.25 ra đời vào những năm 1970 Mục đích ban đầu của nó là kết nốicác 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 dâykhông cao

X.25 là chuẩn của ITU-T cho truyền trông qua mang WAN sử dụng kỹthuật chuyển mạch gói qua mạng điện thoại Thuật ngữ X.25 cũng còn được sửdụng cho những giao giao thức thuộc lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu để tạo ramạng X.25 Theo thiết kế ban đầu, X.25 sử dụng đường dây tương tự để tạo nênmột 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 thứcthiết lập và duy trì kết nối giữa các DTE và DCE trong một mạng dữ liệu côngcộng (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 mộtđường 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 cốđịnh

- Giao thức X.25 có cơ chế kiểm tra và sửa lỗi rất mạnh nên nó cóthể 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 chuyểnmạch gói qua các đường dây số chất lượng cao Một mạng Frame Relay có các đặctrưng 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 hìnhOSI.

Khi đăng ký sử dụng dịch vụ Frame Relay, bạn được cam kết về mức dịch vụgọi là CIR (Committed Information Rate) CIR là tốc độ truyền dữ liệu tối đa đượccam kết bạn nhận được trên một mạng Frame Relay Tuy nhiên, khi lưu lượng trênmạng thấp, bạn có thể gửi dữ liệu ở tốc độ nhanh hơn CIR Khi lưu lượng trênmạng 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 mạngWAN 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 dâytương 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 vớiphương pháp truy hập mạng WAN qua đường quay số và có chi phí thấp hơn sovới Frame Relay

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

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

- Tốc độ truyền dữ liệu và tốc độ kết nối cao hơn so với kết nốiquay 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 bảocác chuẩn sao cho các mạng số có thể nối với nhau trên bình diện quốc tế và các hệthống truyền quy ước đang tồn tại có thể nắm lấy lợi thế của môi trường cáp sợiquang SONET cung cấp các chuẩn cho một số lượng lớn các tốc độ truyền cho đến9.953 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 (OpticalCarrier 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 môitrường 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 cấpcổng kết nối vào mạng Card mạng được coi là thiết bị hoạt động ở lớp 2 của môhình OSI Mỗi card mạng có chứa một địa chỉ duy nhất là địa chỉ MAC (MediaAccess Control) Card mạng điều khiển việc kết nối của máy tính vào các phương

Hình 1.14: Card mạng - NIC

1.3.2 Repeater:Bộ lặp

Repeater là một thiết bị hoạt động ở mức 1 của mô hình OSI khuyếch đại vàđịnh thời lại tín hiệu Thiết bị này hoạt động ở mức 1(Physical) Repeater khuyếchđại và gửi mọi tín hiệu mà nó nhận được từ một port ra tất cả các port còn lại Mụcđích của repeater là phục hồi lại các tín hiệu trên đường truyền mà không sửa đổigì

1.3.3 Hub

Là một trong những yếu tố quan trọng nhất của mạng LAN, đây là điểm kếtnối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thông quahub 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 mỗitrạm của mạng Khi có tín hiệu Ethernet được truyền tự một trạm tới hub, nó đượclặp 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 tâmquản lý HUB

Có ba loại HUB:

Hình 1.15: HUB

- Hub đơn (stand alone hub ).

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

- 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 banđầu 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 linhkiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức nưng duynhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng

- Hub chủ động (Active hub ): Hub chủ động có những linh kiệnđiện tử có thể khuyếch đại và xư lý tín hiệu điện tư truyền giữa các thiết bịcủa mạng Quá trình xử lý dữ liệu được gọi là táI sinh tín hiệu, nó làm chotín 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 củahub 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 làIternetworking 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 trêntầng liên kết dữ liệu nên không như bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì nónhận được thì cầu nối đọc được các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong mô hìnhOSI 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 nóthấy cần thiết Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng vớinhau 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 đitốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộc mạng đầu đếntrạm nhận thuộc mạng cuối Router có thể được sử dụng trong việc nối nhiều mạngvới 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 lýmọi 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 nóphải gửi gói tin với địa chỉ trực tiếp của Router ( Trong gói tin đó phải chứa cácthông tin khác về đích đến) và khi gói tin đến Router thì Router mới xử lý và gửitiếp

Khi xử lý các gói tin Router phải tìm được đường đi tốt nhất trong mạng dựatrên các thông tin no có về mạng, thông thường trên mỗi Router có một bảng chỉđường (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 cácthiết bị mạng bằng cách dựa vào một loại đường truyền xương sống (backbone) nộitại tốc độ cao Switch có nhiều cổng, mỗi cổng có thể hỗ trợ toàn bộ Ethernet LANhoặc Token Ring Bộ chuyển mạch kết nối một số LAN riêng biệt và cung cấp khảnăng lọc gói dữ liệu giữa chúng Các switch là loại thiết bị mạng mới, nhiều ngườicho rằng, nó sẽ trở nên phổ biến nhất vì nó là bước đầu tiên trên con đường chuyểnsang 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 thôngtruyền dẫn số, liên kết các tổng đài số và cung cấp cho khách hàng các đườngtruyền dẫn thuê bao tương tự Trong xu hướng số hoá mạng viễn thông trên toànthế 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 làdịch vụ DSL đầu tiên cung cấp cho khu dân cư giao diện tốc độ cơ sở BRI (BasicRate 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 vớitên gọi chung là xDSL, x biểu thị cho các kỹ thuật khác nhau Mục đích của kỹthuật này là cung cấp cho khách hàng các loại hình dịch vụ chất lượng cao và băngtần rộng.

Các kỹ thuật được phân biệt dựa vào tốc độ và chế độ truyền dẫn Kỹ thuậtnày có thể cung cấp nhiều dịch vụ đặc thù truyền không đối xứng qua modem, điểnhình loại này là ADSL và VDSL và truyền đối xứng có tốc độ truyền hai hướng nh-

ư nhau như HDSL và SDSL Riêng với kỹ thuật VDSL (Very High Speed DSL) cóthể truyền đối xứng với tốc độ rất cao

Các đặc trưng chính của họ công nghệ xDSL hiện tại được mô tả trong bảng2.1

Kỹ thuật Tốc độ dữ liệu Số đôi dây

Truy nhập Internet, intranet

(Không nén) Đối xứng

5 Km (thêm thiết bị có thể

khoảng cách)

Hội nghị truyền hình, Dự phòng leased line.

Các hoạt động thuơng mại truy cập Internet/

intranet Cable

modem

10 - 30Mbit/s Downstream 0,128 - 10 Mbit/s Upstream

50Km trên cáp đồng trục (thêm thiết bị phụ trợ có thể tới 300 Km)

5 Km Truy cập Internet/

Intranet, duyệt Web, thoại IP, thoại video.

Full rate

ADSL

Downstream 1,544 Mbit/s Upstream

Sử dụng 1 đôi dây

5Km (khoảngcách càng ngắn tốc

Sử dụng

1-3 đôi dây

Sử dụng 2 đôi dây.

3,6 Km - 4,5 Km

Nội hạt, thay thế trung kế T1/E1 có dùng bộ 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 quyếtnhững vấn đề tắc nghẽn giữa những nhà cung cấp các dịch vụ mạng và nhữngkhách hàng sử dụng dịch vụ mạng đó

Kỹ thuật xDSL đạt được những tốc độ băng tần rộng trên môi trường mạngphổ 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 côngnghệ xDSL và độ dài của mạch vòng thuê bao.

• Đối với ADSL, chuẩn ADSL của ITU-T xác định tốc độ hướngtruyền 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 nếukhoảng cách dưới 2,7 Km và giảm tới 1,5 Mbit/s hoặc thấp hơn nữa ởkhoảng cách 4,5 Km

• Phiên bản có tốc độ cao nhất là VDSL, hỗ trợ tối đa đườngxuống là 55 Mbit/s ở khoảng cách 300 m và 13 Mbit/s nếu khoảng cách là1,4 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 đặttại 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 (loadingcoil), 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 cóDLC 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 độngtrên khắp thế giới Ở Châu Á Hàn Quốc là nước có mật độ thuê bao ADSLcao nhất.

- Chuẩn hoá bởi ITU-T

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

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

2.2.3 Những thách thức chính của công nghệ xDSL

- Khó khăn khi triển khai mạng lưới, do mạng truy nhập khôngđồng bộ

- Chăm sóc khách hàng, tính cước

- Triển khai các dịch vụ gia tăng

- Hạn chế bởi khoảng cách và những hệ thống tập trung thuê baocông nghệ cũ đã triển khai

- Triển vọng doanh thu tương đối tốt đối với các nhà khai thácchủ đạo, có cơ sở hạ tầng viễn thông rộng khắp, nhưng sẽ rất khó khăn chocác nhà khai thác cạnh tranh Điều này đã được kiểm nghiệm trên thị trườngviễn thông Mỹ Trong những năm qua nhiều nhà khai thác nhỏ đã liên tục bịthua lỗ và phải đóng cửa

Công nghệ xDSL hướng tới thị trường chính là tư nhân và các doanh nghiệpvừa và nhỏ Dịch vụ này có thể không tương thích với nhiều doanh nghiệp lớn, dochất lượng phục vụ không thường xuyên được đảm bảo Dự kiến trong một vài nămtới, ở Việt Nam, con số thuê bao ADSL sẽ lên tới hàng nghìn

Tại Việt Nam, những vấn đề về chất lượng cáp, chất lượng đầu nối trongmạng truy nhập cũng như một số thiết bị tập trung thuê bao gồm nhiều chủng loạikhác nhau, sử dụng các công nghệ khác nhau trong những yếu tố kỹ thuật quantrọng cần lưu ý khi phát triển thuê bao xDSL

2.3 Kỹ thuật ADSL

2.3.1 ADSL là gì ?

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) - đó là đường thuê bao số

không đối xứng, kỹ thuật truyền được sử dụng trên đường dây từ modem của thuêbao tới Nhà cung cấp dịch vụ

Hiểu một cách đơn giản nhất, ADSL là sự thay thế với tốc độ cao cho thiết bịmodem hoặc ISDN giúp truy nhập Internet với tốc độ cao và nhanh hơn Các biểu

đồ sau chỉ ra các tốc độ cao nhất có thể đạt được giữa các dịch vụ cung cấp

Asymmetric: Tốc độ truyền không giống nhau ở hai chiều Tốc độ của chiều

xuống (từ mạng tới thuê bao) có thể nhanh gấp hơn 10 lần so với tốc độ của chiềulên (từ thuê bao tới mạng) Điều này phù hợp một cách tuyệt vời cho việc khai thác