Tổ chức và quy hoạch mạng viễn thông

Trong thời đại mà khoa học và công nghệ luôn tồn tại và phát triển xung quanh cuộc sống của chúng ta, phương tiện thông tin và truyền thông đóng một vai trò rất quan trọng trong mọi lĩnh vực .Đặc biệt là lĩnh vực thương mại điện tử. Internet đã xuất hiện từ rất lâu nhưng thật sự phổ biến và phát triển mới chỉ gần đây, việc nghiên cứu phát triển Internet luôn được tiến hành không ngừng nhằm đáp ứng nhu cầu về việc truyền và phát dữ liệu , video,... với tốc độ cao . Những tiến bộ trong việc nghiên cứu ứng dụng mã đường truyền ( line codes ) và các bộ xử lý tín hiệu số", băng thông của mạng người sử dụng đã được tăng tiến đến hàng trăm lần , tạo điều kiện phát triển các dịch vụ băng rộng trên mạch vòng thuê bao . Từ sự khởi đầu với kỹ thuật HDSL, đến nay đã có rất nhiều biến thể của DSL như ADSL, RADSL , SDSL , VDSL v....v nhưng phát triển mạnh nhất hiện nay là kỹ thuật ADSL do sự bùng nổ truy nhập inetnet băng rộng từ vài năm gần đây . ADSL ( Asymmetric Digital Subcriber Line ) là mạng truy cập đường dây thuê bao bất đối xứng, là công nghệ cho phép truyền dữ liệu và truy cậpInternet tốc độ cao qua đường dây điện thoại. Ngoài ra đường truyền ADSL còn sử dụng một đường line điện thoại để vừa cung cấp dịch vụ thoại và vừa đảm bảo truy cập Internet. ADSL được gọi là đường truyền thuê bao bất đối xứng vì tốc độ bít truyền về phía khách hàng lớn hơn nhiều lần so với từ phía khách hàng truyền ngược lại. Vì vậy em chọn quy hoạch mạng ADSL để nghiên cứu sâu hơn về mạng.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại mà khoa học và công nghệ luôn tồn tại và phát triển xung quanh cuộc sống của chúng ta, phương tiện thông tin và truyền thông đóng một vai trò rất quan trọng trong mọi lĩnh vực Đặc biệt là lĩnh vực thương mại điện tử Internet đã xuất hiện từ rất lâu nhưng thật sự phổ biến và phát triển mới chỉ gần đây, việc nghiên cứu phát triển Internet luôn được tiến hành không ngừng nhằm đáp ứng nhu cầu về việc truyền và phát dữ liệu , video, với tốc độ cao

Những tiến bộ trong việc nghiên cứu ứng dụng mã đường truyền ( line codes ) và các bộ xử lý tín hiệu số", băng thông của mạng người sử dụng đã được tăng tiến đến hàng trăm lần , tạo điều kiện phát triển các dịch vụ băng rộng trên mạch vòng thuê bao Từ sự khởi đầu với kỹ thuật HDSL, đến nay đã có rất nhiều biến thể của DSL như ADSL, RADSL , SDSL , VDSL v v nhưng phát triển mạnh nhất hiện nay là kỹ thuật

ADSL do sự bùng nổ truy nhập inetnet băng rộng từ vài năm gần đây

ADSL ( Asymmetric Digital Subcriber Line ) là mạng truy cập đường dây thuê bao bất đối xứng, là công nghệ cho phép truyền dữ liệu và truy cậpInternet tốc độ cao qua đường dây điện thoại Ngoài ra đường truyền ADSL còn sử dụng một đường line điện thoại để vừa cung cấp dịch vụ thoại và vừa đảm bảo truy cập Internet ADSL được gọi là đường truyền thuê bao bất đối xứng vì tốc độ bít truyền về phía khách hàng lớn hơn nhiều lần so với từ phía khách hàng truyền ngược lại

Vì vậy em chọn quy hoạch mạng ADSL để nghiên cứu sâu hơn về mạng

Trân trọng và chân thành cám ơn!

Thực hiện đề tài:

SV: Trương Thị Thanh Tâm

Tổ chức và quy hoạch mạng viễn thông GVHD: Đào Ngọc Lâm

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG ADSL 6

1.1 KHÁI NIỆM 6 1.2 KIẾN TRÚC MẠNG ADSL 8 1.3 CÁC THÀNH PHẦN THIẾT YẾU CỦA ADSL 11 CHƯƠNG 2 : QUY HOẠCH MẠNG ADSL 15

2.1 KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG MẠNG THUÊ BAO ĐIỆN THOẠI NỘI HẠT VÀ DỰ BÁO NHU CẦU ADSL 15 2.2 ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỄN MẠNG ADSL 16 2.3 DỰ BÁO KỸ THUẬT MẠNG ADSL 17 2.4 QUY HOẠCH CẤU HÌNH MẠNG ADSL 17 2.5 QUY HOẠCH THIẾT BỊ MẠNG ADSL 17 2.6 QUY HOẠCH CHẤT LƯỢNG ADSL 18 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN 19

TÀI LIỆU THAM KHẢO 20

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ADSL Asymmetrical Digital Subcriber

Line

Đường dây thuê bao số bất đối

xứng ANSI American National Standard

Institute

Viện Tiêu Chuẩn Hóa Quốc Gia Hoa Kỳ

ATU - R ADSL Terminal Unit Remote Khối truyền dẫn ADSL tại đầu

khách hàng ATU - C ADSL Terminal Unit Central

Office

Khối truyền dẫn ADSL của đường dây đặt tại điểm cung cấp dịch vụ

CAP Competive Access Provide Nhà cung cấp truy xuất tư nhân

CPE Customer Premises Equipment Thiết bị tài sản khách hàng

ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền tải bất đồng

bộ CLEC Compectitive Local exchange

Carrier

Tổng đài nộỉ hạt tư nhân

DSL Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao sốSTM-1 LAN Local Area Network Mạng cục bộ

DACS Digital Access and Cross -

Connect System

Hệ thống kết nối truy xuất số

MDF Main Distribution Frame Điểm trung tâm kết thúc mọi

đường dây thuê bao tại tổng đài nội hạt

DLC Digital Loop Circuit Công nghệ vận chuyển dựa trên

cáp quang cho phép các đầu cuối

từ xa hỗ trợ vòng thuê bao cáp đồng hay còn gọi là bộ cung cấp vòng thuê bao sô'

VDSL Very - high - bit DSL thường để chĩ tốc độ trên dây xoắn

đôi từ 25 Mbps đến 52 Mbps qua khoảng cách rất ngắn

TCP/IP Transmission Control Protocol / Giao thức điều khiển truyền dẫn /

Internet Protocol Giao thức Internet

DSLAM Digital Subcriber Line Access

Multiplexer

Bộ ghép kênh truy xuất đường dây thuê bao số

NID Network Interface Device thiết bị giao tiếp mạng ITU International

Telecommunication Union

Hiệp hội viễn thông quốc tế

FDD Frequency Division Duplexing Phương pháp song công phân

tần , kỹ thuật chia tần số

QAM Quaranture Amplitude And Phase

Modulation DMT Discrete Multitone

PPP Point To Point Protocol Giao thức truy xuất từ điểm tới

điểm PRI

PSTN Public Switch Telephone

Network

Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng

ISDN Integraded Service Digital

Network

Mạng số tích hợp đa dịch vụ

POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ điện thoại thuần túy

truyền qua PSTN

DANH MỤC HÌNH ẢNH HÌNH 1.1 CẤU HÌNH MẠNG ADSL 9 HÌNH 1.2 KẾT NỐI MẠNG ADSL 10 HÌNH 1.3: CẤU HÌNH CỦA CPE TRONG TRƯỜNG HỢP ADSL G.DMT 10 HÌNH 1.4 CÁC THÀNH PHẦN THIẾT YẾU CỬA MẠNG ADSL 12 HÌNH 2.1: CẤU TRÚC CỦA MẠNG CÁP ĐỒNG NỘI HẠT 15

HÌNH 2.2: CON ĐƯỜNG TIẾN TRIỄN CỦA ADSL 16

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG ADSL 1.1 Khái niệm

ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) là một trong các phương thức truy cập mạng dữ liệu tốc độ cao( hiện nhiều nước đang sử dụng asymmetric ADSL,symmetric-ADSL,voice over-VoDSL).ADSL sử dụng đường dây thoại cáp xoắn hiện có để tạo nên đường truy nhập cho truyền phát dữ liệu tốc độ cao mà tốc độ truyền có thể lên đến 8,1 Mbps Sở dĩ gọi là bất đối xứng là vì tốc độ downstream lớn hơn nhiều so với tốc độ chiều upstream ADSL cho phép phân chia dung lượng vào một kênh có tốc độ cao hơn cho thuê bao ,nhất là cho truyền hình ảnh và một kênh có tốc độ tương đối thấp hơn cho các hướng còn lại.Công nghệ ADSL cho phép tận dụng hết băng thông còn dư của cáp đồng đến mỗi thuê bao PSTN (Public Switch Telephone Network) hiện nay (Băng thoại tương tự chỉ mới sử dụng hết 4Khz trên tổng số hơn 10Mhz băng thông của cáp đồng)

• Công nghệ hấp dẫn này trong quá trình vượt qua giới hạn của công nghệ mạng điện thoại công cộng để cho phép phân phối sự truy cập internet tôc độ cao đến với phần lớn nhà thuê bao mà giá cả rất phù hợp

• Dịch vụ ADSL cung cấp một số kênh truyền tải khác nhau với sự kết hợp một

số dịch vụ khác:

- Dịch vụ ADSL trên cùng một đôi dây với dịch vụ dải tần thoại (bao gồm POTS và các dịch vụ truyền số liệu dải tần thoại ).Tín hiệu ADSL chiếm dải tần

số cao hơn dải tần thoại và được tách ra bởi các bộ lọc

- Dịch vụ ADSL trên cùng một đôi dây với dịch vụ ISDN Tín hiệu ADSL chiếm dải tần số cao hơn dải tần thoại và được tách ra bởi các bộ lọc

- Dịch vụ ADSL trên cùng một đôi dây với dịch vụ dải tần thoại (bao gồm POTS và các dịch vụ truyền số liệu dải tần thoại )và với dịch vụ ISDN với đôi dây bên cạnh

• Theo chiều từ mạng tới phía khách hàng (chiều downstream) các kênh truyền tải có thể bao gồm các kênh truyền tải song công tốc độ thấp và các kênh truyên tải đơn công tốc độ cao Trong chiều ngược lại upstream ADSL chỉ cung cấp các kênh truyền tải tốc độ thấp

• Hệ thống truyền dẫn được thiết kế để hoạt động trên cáp kim loại xoắn đôi nhiều cỡ dây hỗn hợp Kỹ thuật truyền tải ADSL được xây dựng trên điều kiện

không có cuộn tải và có một vài trường hợp hạn chế của các nhánh rẽ được chấp nhận

 Tiêu chuẩn hóa ADSL

Cũng như mọi công nghệ khác, ADSL cần phải được tiêu chuẩn hoá Người sử dụng cần các sản phẩm dựa trên công nghệ được tiêu chuẩn hoá vì chúng thực hiện ổn định, độc lập với từng nhà sản xuất và có thể làm việc được với các thiết bị khác cùng loại

Ở Hoa Kỳ, tiêu chuẩn cho ADSL lớp vật lý lần đầu tiên được Viện Tiêu chuẩn hoá Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI: American National Standards Institute) mô tả trong tiêu chuẩn Tl.413-1995 Nói cách khác, tài liệu này mô tả chính xác cách thiết bị ADSL liên lạc với nhau qua vòng thuê bao tương tự Tiêu chuẩn thực sự không có và cũng không có ý định mô tả toàn bộ kiến trúc mạng và dịch vụ ADSL Tiêu chuẩn không mô

tả chức năng bên trong của điểm truy xuất ADSL Tiêu chuẩn này chỉ xác định các vấn

đề căn bản của ADSL như mã đường truyền (cách truyền đi các bit dữ liệu) và cấu trúc khung (cách tổ chức dòng bit dữ liệu) trên đường dây

Các sản phẩm ADSL được sản xuất đã sử dụng các kỹ thuật mã đường dây là các

kỹ thuật điều chế CAP (Carrierless Amplitude Phase ), QAM (Quaranture Amplitude And Phase Modulation ) và DMT (Discrete Multitone ) Có những kỹ thuật mã đường dây khác được thử nghiệm tại các phòng thí nghiệm nhưng ba phương pháp điều chế trên là thông dụng nhất Dù cho sử dụng kỹ thuật mã đường dây nào thì khi dùng cùng một đôi dây cho truyền dẫn tín hiệu song công cũng phải sử dụng một trong hai phương pháp: song công phân tần (FDD: Frequency Division Duplexing) hay triệt tín hiệu dội (Echo cancellation)

Với phương pháp thực hiện song công phân tần dải tần truyền dẫn được chia thành dải tần upstream và dải tần downstream Phương pháp triệt tiếng dội khử bỏ phần tín hiệu của máy phát tác động vào chiều thu của chính nó Với ADSL thì phương pháp song công được thực hiện là sự kết hợp của cả song công phân tần và triệt tiếng dội vì với bản chất bất đối xứng của dải tần tín hiệu ADSL, dải tần của hai chiều upstream và downstream có thể chồng lấn nhau nhưng không thể khớp được nhau Tháng 6 năm 1999 ITU (International Telecommunnication Union ) dải tần đã cho ra đời khuyến nghị G.992.1 cho ADSL G.DMT và khuyến nghị G.992.2 cho ADSL G.LITE Việc tiêu chuẩn hóa cho ADSL của ITU-dải tần cũng chỉ dừng lại ở

thiết bị thu phát ADSL mà chưa có tiêu chuẩn cho kiến trúc mạng ADSL.

1.2 Kiến trúc mạng ADSL

Công nghệ ADSL không chỉ đơn thuần là một cách download nhanh các trang web internet về máy tính cá nhân ở gia đình mà ADSL là một phân trong một kiến trúc nối mạng tổng thể hỗ trợ mạnh mẽ cho các người sử dụng dân dụng và doanh nghiệp nhỏ tất cả các dạng dịch vụ thông tin tốc độ cao Ở đây dịch vụ thông tin tốc độ cao có nghĩa là thông tin có tốc độ dữ liệu từ 1 hay 2 Mbps trở lên

Với dạng đơn giản nhất của kiến trúc này khách hàng cần phải cỏ một máỵ điện thoại hiện thời ở SOHO ( Small Office Home Office ) Các port khác có thể là các port dành cho 10BASE-T Enthemet để kết nối với máy tính cá nhân hay các hộp giao tiếp

TV dùng cho rẩt nhiều dịch vụ khác nhau như truy xuất Internet tốc độ cao hay video

on demand ( video theo yêu cầu)

Hình 1.1 Cấu hình mạng ADSL

Sự phân phối của các dịch vụ ADSL đòi hỏi một cấu hình dây cáp đồng đơn cho chuẩn truyền âm và với một bộ modem ADSL đặt tại đầu cuối thuê bao ,tạo thành 3 kênh thông tin -một kênh downstream tốc độ cao ,một kênh tốc độ trung bình cho kênh upstream ,và một kênh dành cho dịch vụ điện thoại thuần tuý

Tốc độ dữ liệu phụ thuộc vào một vài nhân tố bao gồm chiều dài dây đồng,tiêu chuẩn dây ,và sự hiện diện của nhánh rẽ (Bridged tap),và nhiễu xuyên kênh

Việc thực hiện tăng số đường thuê bao trong khi chiều dài đường dây giảm ,tăng tiêu chuẩn dây,nhánh rẽ và nhiễu dây được giảm

Modem được đặt ở nhà thuê bao được gọi là bộ phận thu phát ADSL từ xa (ATU-R : ADSL Terminal Unit Remote ),và modem ở phía tổng đài được gọi là bộ phận thu phát ADSL-tổng đài (ATU-C : ADSL Terminal Unit Central Office).Các doanh nghiệp hoặc các nhà thuê bao có thể kết nối máy tính cá nhân của họ và modem qua cổng địên thọai gắn tường RJ-11

Hình 1.2 Kết nối mạng ADSL

Một bộ tách dịch vụ thực hiện tách dịch vụ POST ra khỏi các dịch vụ số

Hình 1.3: Cấu hình của CPE trong trường hợp ADSL G.DMT

Trong trường hợp ADSL G.Lite thay vì phải lắp đặt bộ POST spilter ở CPE ta chỉ cần lắp đặt các bộ lọc microfilter dễ lắp đặt và có giá thành rẻ hơn nhưng đạt tốc độ số liệu trên ADSL kém hơn

Ở phía tổng đài dịch vụ thoại tương tự được chuyển mạch ở tổng đài bởi một bộ tách dịch vụ khác Vòng thuê bao ADSL được kết thúc ở Access node Accessnode là một dạng của DSLAM thực hiện ghép các dường dây ADSL lại với nhau Mặt bên kia của Access Node được kết nối với các router TCP/IP chuyển mạch ATM ( Asynchronous Transfer Mode )

Các bộ chuyên mạch và các bộ định tuyến này cho phép cho người sử dụng truy xuất dịch vụ họ chọn lựa cần lưu ý rằng các dịch vụ này có thể cũng được đặt tải tổng đài nội hạt và được điều hành bởi CLEC (Compectitive Local exchange Carrier - Tổng đài nộỉ hạt tư nhân ) hay ELEC.Trong nhiều trường hợp các server có thể được ở gần tổng đài nội hạt

Bộ splitter cũng làm nhiệm vụ bảo vệ tín hiệu ADSL từ những tín hiệu nhất thời của bộ POTS bắt nguồn từ những bộ đàm cho tới việc nhấc và gác máy Dịch vụ ADSL có thể thiết lập để không cần sử dụng bộ splitter ở tại NID (Network Interface

Device – thiết bị giao tiếp mạng )

• Kết nối lớp vât lý

Ở phía tổng đài ,một bộ định tuyến chính tập hợp đường cáp từ nhiều thuê bao và

sử dụng các bộ splitter để phân tuyến lưu lượng dữ liệu đến bộ DSLAM và chuyển đều đặn đển bưu điện thông qua một kết nối Tl/El ( Đường truyền số có tốc độ 1,544 Mbps/AMI sử dụng ở Bắc Mỹ / Đường truyền số có tốc độ 2048Mbps/HDB3 sử dụng ngoài Bắc Mỹ ) với mạng chuyển mạch công cộng (PSTN)

Bộ DSLAM sẽ ghép các dịch vụ DSL từ các thuê bao khác vào trong mạch ảo ATM.Thông thường một bộ tập trung DSLAM được sử dụng trong những trường hợp nơi một ILEC hoặc CLEC có nhiều bộ DSLAM được đặt rải rác trong một vùng địa lý rộng

Bộ DSLAM bao gồm ATU-C nơi tín hiệu ADSL được ghép lại thành kết nối giao tiếp tốc độ cao tới một mạng ATM

Mạng ATM này cung cấp sự truy nhập tới mạng Internet thông qua dịch vụ cung cấp Intemet.Các nhà cung cấp dịch vụ DSL đã bó lưu lượng dự định cho ISP và gửi nó qua kết nổi E3/T3 hoặc STM-1.Trong hầu hết các trường hợp ,bộ tách dịch vụ POTS đặt tại thiết bị giao tiếp mạng (NID) và tổng đài cho phép vòng cáp đồng được sử dụng đồng thời cho truy cập tốc độ cao và dịch vụ POTS

ADSL và dịch vụ POTS.Kênh POTS sẽ tách tín hiệu thoại thông thường ra khỏi kênh ADSL bởi các mạch thụ động ,bộ lọc thông thấp /thông cao mà phân ra những tín hiệu thấp tần cho POTS và cao tần cho ADSL Lộ trình từng cái được phân ra tới một cặp dây riêng biệt

1.3 Các thành phần thiết yếu của ADSL

ADSL là một kiến trúc mạng hoàn chỉnh Như đã nói ở trên, ADSL không chỉ là một cách để truy xuất nhanh các trang web Internet mà ADSL còn là một phương tiện

hỗ trợ mạnh mẽ các dịch vụ số" liệu tốc độ cao cho người sử dụng ở gia đình cũng như doanh nghiệp nhỏ Những dịch vụ này được cung cấp dưới một môi trường cạnh tranh

và rất phong phú từ lĩnh vực giáo dục cho tới lĩnh vực tài chính Thiết bị có thể là một hộp giao tiếp TV hay một máy tính cá nhân mà không cần thêm một thiết bị nào nữa Việc đi dây từ ATU-R đến đến thiết bị đầu cuối có thể chỉ đơn giản như đi dây 10BASE-T, LAN, cũng có thể phức tạp như mạng ATM riêng hay mới mẻ như Consumer Electronics Bus sử dụng dây điện lực sẩn có để gởi thông tin Dù sao thì khi

sử dụng cho truyền dữ liệu tốc độ cao thì việc đi dây cho dịch vụ thoại vẫn không thay đổi vì đã có các bộ splitter dùng để tách riêng các tín hiệu tương tự

Hình 1.4 Các thành phần thiết yếu cửa mạng ADSL

Ở tổng đài nội hạt dịch vụ thoại tương tự được chuyển sang cho bộ chuyển mạch thoại PSTN qua một bộ tách dịch vụ đặt tại tổng đài còn các tín hiệu ADSL được bộ DSLAM ghép lại Dĩ nhiên là khác với ISDN ta không phải thực hiện bất cứ một thay đổi nào trên phần mềm chuyển mạch của tổng đài nội hạt khi triển khai dịch vụ ADSL Hơn nữa ADSL lại làm giảm lưu thoại vốn làm tắc nghẽn các thiết bị chuyển mạch, truyền dẫn thoại do các dịch vụ dữ liệu gây ra

Những dịch vụ được công nghệ ADSL đem lại có thể đặt tại tổng đài nội hạt hoặc một nơi khác Các dịch vụ này có thể do chính tổng đài nội hạt thực hiện hay do các nhà cung cấp dịch vụ tư nhân có giấy phép Các dịch vụ như vậy bao gồm truy xuất Internet, cung cấp các tài liệu, đào tạo,giáo dục , video (on-demand),thương mại Lưu ý rằng các đường liên kết ADSL vẫn phải sử dụng các bộ DACS (Digital Access and Cross connect) để gom lưu lượng đưa đến các nhà cung cấp dịch vụ Dĩ nhiên các nhà cung cấp dịch vụ này cũng là các nhà cung cấp các đường liên kết ADSL(ADSL link) nên tất cả các dịch vụ có thể đặt trực tiếp tại tổng đài nội hạt nhưng trên thực tế có hai cách để thực hiện việc cung cấp các dịch vụ này Theo cách thứ nhất thì các đường liên kết ADSL được tập trung lại tại DSLAM và chuyển sang cho thiết

bị DACS

DACS đưa đến hệ thống truyền dẫn tốc độ cao như đường truyền T3 không phân kênh chẳng hạn có tốc độ 45 Mbps dẫn đến nhà cung cấp dịch vụ Internet Tất cả các liên kết đều được kết thúc tại bộ định tuyến Internet và các gói dữ liệu được chuyển