Các ứng dụng và công nghệ nổi trội trên ADSL

Các ứng dụng và công nghệ nổi trội trên ADSL

Chương 4:

CÁC ỨNG DỤNG VÀ CÁC DỊCH VỤ NỔI TRỘI

DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ ADSL 4.1 DSL – công nghệ truy xuất của thế kỷ mới

Khi các ứng dụng dung lượng thông tin lớn không ngừng phát triển và gây khủng hoảng cho cả hạ tầng cơ sở mạng công cộng cũng như nội bộ thì phần nội hạt trở nên thách thức chính cho các nhà cung cấp dịch vụ Làm thế nào để có thể cung cấp tốc độ cao mà không phải đầu tư nhiều cho việc nâng cấp vòng thuê bao nội hạt Trong nhiều trường hợp, công nghệ DSL là một câu trả lời

Hình 4.1 Mô hình chuẩn chung cho các dịch vụ triển khai trên công nghệ DSL

Như đã nói, DSL không phải là một dịch vụ mà chỉ là công nghệ cung cấp một phương pháp kinh tế cho truyền dẫn nội hạt tốc độ cao trái ngược với các kênh T1/E1 cũng như các mạch 56/64 kbps truyền thống Lý do làm cho thị trường DSL tăng trưởng nhanh chóng là do các dịch vụ dựa trên DSL không bắt buộc phải thay đổi dịch vụ đang sử dụng mà lại cho phép cung cấp chúng với tốc độ nhanh hơn, giá thành rẻ hơn và với chất lượng từ bằng tới tốt hơn nhiều so với trước đó

Để minh hoạ thêm quan điểm này hãy xét 4 dịch vụ truyền thống và cách sử dụng chúng dựa trên công nghệ DSL, đó là:

- Dịch vụ kênh T1/E1,

- Dịch vụ Internet,

- Dịch vụ Frame Relay cùng với khả năng quản lý dịch vụ đầy đủ,

- Dịch vụ ATM với loại có chất lượng dịch vụ tốt nhất

Hơn nữa, hãy xét các ứng dụng của các dịch vụ dựa trên DSL trong các môi trường mạng nội bộ và mạng công sở Ở đây, mạng công sở là mạng có khả năng quản lý hạ tầng cơ sở cáp đồng của chính mình Nó có thể gồm các cao ốc văn phòng và các chúng cư, các trường đại học, các tập đoàn cũng như các công sở của chính phủ

Cuối cùng, ta sẽ đề cập đến một dịch vụ nổi trội là thoại qua DSL (Voice over DSL) Như đã nói trước đây, các phiên bản của DSL (như ADSL, RADSL, ReachDSL) cho phép sử dụng đồng thời các dịch vụ POTS truyền thống với DSL trên cùng một đường dây thuê bao Hơn nữa, các hệ thống mới đang được sử dụng có thể phục vụ dịch vụ VoDSL hay ATM PVC trên các kết nối DSL

4.2 Dịch vụ kênh truyền T1/E1

Dịch vụ truyền thống T1/E1 có thể được cung cấp với giá cả rẻ hơn khi dùng hạ tầng cơ sở cáp đồng hiện tại Các nhà cung cấp dịch vụ có thể giảm giá cung cấp dịch vụ T1/E1 với công nghệ HDSL bằng cách loại bỏ những yêu cầu kỹ thuật đặc biệt như các trạm tiếp vận và công lao động nhân công khi dùng T1/E1 truyền thống Hình 4.2 minh hoạ một vài công dụng chung của HDSL trong việc cung cấp dịch vụ

Việc mở rộng dịch vụ T1/E1 từ tổng đài nội hạt tới người sử dụng dịch vụ đem lại phương tiện chuyển vận trong suốt cho các dịch vụ như IP, frame relay, N×64 và ATM

Hình 4.2 Mở rộng dịch vụ về phía người sử dụng

Trong phương án thay thế T1/E1, tổng đài nội hạt làm chủ mạng HDSL/HDSL2 giữ các card giao tiếp đường dây HDSL/HDSL2 Mỗi card giao tiếp đường dây này làm việc với 2 đường dây HDSL/HDSL2, mỗi đường truyền tải 784 kbps cho đường truyền T1 hay 1,168 kbps cho đường truyền E1 Sau đó 2 đường dây này được kết hợp lại để chuyển thành giao diện G.703 (E1) hay giao diện DSX-1 (T1) để kết nối với các thiết bị khác trong tổng đài, chẳng hạn như một DACS (Digital Access and Cross-Connect System) là thiết bị để định tuyến và xử lý các kênh DS0 Phía khách hàng

được trang bị một bộ giao tiếp đường dây độc lập HDSL/HDSL2 được cấu hình với cổng V.35 hay cổng G.703/G.704 đối với E1/DSX-1 đối với T1 Cổng V.35 được nối đến một bộ định tuyến hay các thiết bị số liệu khác có khả năng sử dụng giao tiếp V.35 Các sản phẩm cổng G.703 hay DSX-1 được nối đến một tổng đài nội hạt số, một bộ ghép kênh hay các thiết bị tài sản khách hàng khác có khả năng giao tiếp T1 hay E1

Một ứng dụng lý thú khác của dịch vụ HDSL là ở hạ tầng cơ sở mạng thông tin di động phân phối các dịch vụ T1 và E1 từ các MTSO (Mobile Telephone Switching Office) đến các site tế bào khác nhau như minh hoạ ở hình 4.3 Ứng dụng này đặc biệt quan trọng đối với các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến phải thuê các đường truyền T1 hay E1 từ các nhà cung cấp tổng đài nội hạt Các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến có thể tiết kiệm được chi phí khá nhiều khi thuê hẳn đường dây điện thoại và sử dụng dịch vụ thay cho phải thuê hẳn dịch vụ T1 hay E1

Từ năm 1996, các thiết bị SDSL (single pair symmetric DSL) được rao bán trên thị trường đã giảm giá mạnh hơn cho việc cung cấp đường dây T1/E1 SDSL cung cấp hầu hết các lợi ích của HDSL nhưng lại chỉ hoạt động trên 2 dây thay vì 4 dây như đối với HDSL làm cho giá thành lại được giảm hơn Tuy nhiên, hầu hết các dịch vụ SDSL sử dụng ngày nay đều là dịch vụ IP hơn là một thay thế dịch vụ T1/E1 đơn thuần Những thay thế dựa trên tiêu chuẩn dành cho HDSL/HDSL2 (ở Bắc Mỹ) và G.shdsl (thế giới) đã được phê chuẩn và bắt đầu đóng vai trò trong các mạng cung cấp dịch vụ HDSL2 và G.shdsl là các công nghệ sử dụng một đôi dây đem lại sự tiết kiệm và giữ gìn mạng cáp đồng của SDSL bằng cách chỉ sử dụng 2 dây thay cho 4 dây

Hình 4.3 Môi trường thông tin di động sử dụng T1/E1

Tóm lại, HDSL, HDSL2, G.shdsl hay các ứng dụng dựa trên SDSL cung cấp đường truyền T1/E1 với cùng chất lượng của các hệ thống AMI/HDB-3 thông thường Tuy nhiên, DSL cung cấp việc lắp đặt và bảo dưỡng định kỳ đơn giản hơn do giảm được các yêu cầu kỹ thuật và loại bỏ được các trạm tiếp vận trên vòng thuê bao

4.3 Dịch vụ IP – điểm đến của mạng dựa trên Internet

Từ những năm vừa qua, Internet hay nói chính xác hơn là Word Wide Web, đã tác động sâu sắc đến ý tưởng của chúng ta về lưu lượng thông tin Ý tưởng về một phương pháp dễ dàng và rẻ tiền để cung cấp thông tin cập nhật cho các người làm thuê, đồng sự và khách hàng đã thực sự thu hút các doanh nghiệp Đây là phương pháp mới và đơn giản để liên lạc cho phép tự do phát triển nội dung thông tin dữ liệu lớn hơn nhiều so trước Nhưng sự tự do mới này lại có giá của nó – bản chất hình ảnh của dung lượng dữ liệu tạo ra các file lớn cần phải download xuống máy tính cá nhân Với tốc độ modem thông thường phải tốn nhiều thời gian để download ngay cả khi dải thông của mạng chính tăng thì cũng gây ra hiện tượng cổ chai tại vòng thuê bao nội hạt

Gần đây đã có nhiều xu hướng mới nổi bật trong môi trường Web làm tăng tốc độ truyền dữ liệu cần thiết:

- Việc thêm môi trường âm thanh, hình ảnh và video vào trang Web bao gồm

dòng dữ liệu như RealAudio và nội dung video cũng như các phương tiện số khác để phân phối dịch vụ giải trí audio/video như dạng file âm thanh phổ biến đến kinh ngạc MP3

- Xu hướng đang tăng của các nhà cung cấp dịch vụ Internet ngày nay là trở

thành các nhà cung cấp dịch vụ ứng dụng (ASP: Application Service Provider) Với mô hình này, nhiều ứng dụng của người sử dụng (từ ứng dụng máy tính để bàn và các phần mềm hữu dụng như các trình xử lý văn bản cho đến các ứng dụng thương mại phức tạp khác như giải pháp thương mại điện tử, quy hoạch tài nguyên điện tử ERP: Electronic Resource Planning và quản lý phát minh) được nhà cung cấp dịch vụ từ xa dẫn dắt và quản lý và người sử dụng tự truy xuất các ứng dụng qua kết nối Internet

- Hội nghị tương tác hay các ứng dụng cộng tác như hội nghị audio dựa trên

Internet, phân chia tài liệu cũng ngày càng phổ biến Những ứng dụng này cho phép người sử dụng từ xa ở cả môi trường doanh nghiệp và môi trường khách hàng đều có thể liên lạc nhờ mạng Internet

- Ngay cả trò chơi máy tính cũng từ chỗ là chương trình dành cho máy tính

cá nhân và có tính độc lập cũng chuyển sang dạng mạng Nhiều trò chơi trên máy tính cá nhân hàng đầu hiện nay có chức năng mạng Khả năng này tận dụng các server từ xa và kết mạng dựa trên Internet cho phép người sử dụng tham gia vào trò chơi cùng với nhiều đấu thủ khác trên toàn thế giới

- Sự tăng trưởng của các máy tính cá nhân tại gia đình và mạng máy tính gia

đình Các gia đình ngày nay thường có nhiều máy tính cùng lúc: một máy dành cho trẻ em để chơi trò chơi điện tử và làm bài tập, một máy gia đình để gửi e-mail, mua sắm và một máy xách tay để làm việc Tất cả các máy tính đó được kết nối với nhau để san sẻ file, máy in và truy xuất Internet Ở cùng thời điểm đó đã có những thiết bị đầu cuối truy xuất Internet độc lập không dùng máy tính cá nhân cũng được phát triển như WebTV Một modem tương tự sẽ nhanh chóng tràn tốc độ và không thể cung cấp các kết nối đa dịch vụ được trong cùng một thời điểm được

Liên quan đến Internet là các ứng dụng Intranet và Extranet là các mạng cộng tác nội bộ và bán nội bộ Mạng Intranet dùng cho một công ty hay một tổ chức còn mạng Extranet lại dùng cho mạng bao gồm nhiều công ty Các mạng Intranet nội bộ đang được

cải thiện để cung cấp cho các khách hàng doanh nghiệp các dịch vụ Internet Sự phát triển nhanh chóng của các mạng phối hợp này đem lại lòng tin về giá trị của công nghệ Web và dựa trên Web đối với thương mại Intranet và Extranet đem đến cho thương mại một phương pháp hiệu quả về kinh tế để cung cấp thông tin chi tiết dung lượng cao

Khái niệm truy xuất mạng LAN từ xa không phải là một khái niệm mới nhưng nó đã phải trải qua nhiều thay đổi lớn Trong nhiều trường hợp, nhân viên từ xa ngày nay vẫn phải liên hệ đều với công ty Để cho hiệu quả, nhân viên có thể xuất hiện trên mạng

ở một user khác của mạng LAN Vấn đề là các phương pháp truy xuất mạng LAN truyền thống không đáp ứng được các nhu cầu hiện nay Nhân viên sử dụng modem tương tự hay ISDN để truy xuất mạng Vì những phương pháp này đều chuyển qua mạng công cộng nên phải bố trí thiết bị an toàn và kiểm tra quyền truy xuất tại văn phòng chi nhánh cùng với modem Những phương pháp truy xuất này quá chậm chạp đối một mạng Intranet đa phương tiện và quá đắt đối với một văn phòng chi nhánh của nhân viên từ xa

Hình 4.4 Ứng dụng văn phòng từ xa/nhân viên từ xa

Ở đây, DSL lại có thể đáp ứng được nhu cầu, cung cấp truy xuất tốc độ cao, kinh tế cho các mạng cộng tác Tốc độ DSL hàng megabit đem lại cho LAN sự thực hiện cần thiết để đáp ứng cho nhu cầu lưu lượng thông tin đa phương tiện Khi số người đăng ký mạng quá tải cho phép nhà cung cấp dịch vụ mạng dựa trên DSL đem đến việc truy xuất tốc độ cao với giá rất hấp dẫn Truy xuất từ xa bằng công nghệ DSl vẫn đòi hỏi phải có

an toàn và kiểm tra quyền truy xuất Điều này không thay đổi với dịch vụ dựa trên DSL Điều thay đổi là bây giờ thiết bị đầu cuối đặt ở tổng đài nội hạt chứ không phải là ở văn phòng cộng tác Vì vậy, tốc độ DSL mở rộng cho các nhân viên từ xa không đơn thuần chỉ là thay thế modem ở server cộng tác hiện tại

Dịch vụ mạng nội bộ ảo có thể đem lại cho các nhân viên từ xa được trang bị DSL một phương tiện rất kinh tế để truy xuất mạng cộng tác hay Intranet bằng cách tận dụng

ưu điểm của IP đối với chuyển vận đường dài Khi kết hợp chất lượng dịch vụ đang được đem lại bởi các giải pháp DSL đời mới các nhân viên từ xa sẽ có cảm giác như đang được kết nối trực tiếp tới văn phòng của mình cho dù họ đang ở xa hàng ngàn dặm Dịch vụ VoDSL có thể được kết hợp để nhân viên từ xa có cảm giác hoàn toàn đang ở trong

hãng của mình Hình 4.4 minh hoạ truy xuất từ xa dành cho các văn phòng chi nhánh và các nhân viên từ xa

4.4 Dịch vụ frame relay

Frame relay là dịch vụ kiểu gói đem lại sự tiết kiệm khi sử dụng mạng đường dây thuê hẳn Frame relay tận dụng ưu điểm của các khái niệm về dung lượng chia xẻ, mẫu lưu lượng và quá tải cho phép các nhà cung cấp dịch vụ đem lại tốc độ cao hơn với tài nguyên mạng đường dây thuê hẳn ít hơn

Mạng frame relay có thể xem như một nhóm các xa lộ tốc độ cao cùng đi đến những điểm truy xuất cố định Những điểm truy xuất này là các chuyển mạch frame relay Nối với các điểm truy xuất này là các đường dây truy xuất của người sử dụng dịch vụ gọi là on-ramps (chỗ vào xa lộ) Một cách điển hình, một số lớn các on-ramps này được đem đến mỗi điểm truy xuất Về thực chất, xa lộ là một nguồn tài nguyên phân chia cho nhiều người sử dụng Các làn đường của xa lộ biểu thị dải thông của nó Càng nhiều làn, dải thông càng lớn Hệ thống xa lộ liên bang giống như mạng trục frame relay là một phương pháp hiệu quả về thời gian và kinh tế để nâng cao lưu lượng trong hầu hết thời gian

Các nhà cung cấp dịch vụ frame relay sử dụng phương pháp kỹ thuật lưu lượng để xác định dung lượng cần thiết để xử lý lưu lượng trong hầu hết thời gian Việc quá tải lưu lượng phải được xét theo quan điểm kinh tế

Hình 4.5 DSL và Frame Relay

Frame relay sử dụng mạng chuyển mạch để tập trung lưu lượng từ nhiều người sử dụng vào mạng trục tài nguyên chung Những điểm chuyển mạch này cũng được cung cấp khả năng chống tắc nghẽn để tránh tắc nghẽn trầm trọng trong những giờ cao điểm (có lưu lượng lớn) Manïg frame relay được thiết kế để giảm giá thành toàn bộ mạng WAN bằng cách tạo ra một dải thông chia xẻ được Các điểm chuyển mạch frame relay được các nhà thiết kế mạng bố trí tại những địa điểm kinh tế nhất

Người sử dụng thường truy xuất frame relay qua các đường dây thuê hẳn từ phía khách hàng đến các nhà cung cấp dịch vụ Giá cả của các đường dây truy xuất frame truyền thống (56/64bps hay T1/E1) là tùy thuộc và khoảng cách Khoảng cách càng lớn giá càng cao Một lĩnh vực khác đang gây sự chú ý là sự phổ biến của frame relay gây ra vấn đề hợp nhất các loại lưu lượng dịch vụ khác nhau, điều này gây ra hiệu ứng cổ chai nghiêm trọng trên vòng thuê bao nội hạt và cần phải có công nghệ DSL

Dùng công nghệ DSL thay cho các kết nối 56/64 kbps hay T1/E1 dễ, linh động và kinh tề hơn FRoDSL đem lại 3 lợi ích đáng kể cho nhà cung cấp truy xuất mạng, nhà cung cấp dịch vụ Frame relay và nguười sử dụng dịch vụ frame relay:

- DSL có thể giảm phần giá thành truy xuất nội hạt cthuê bao mà theo một

vài phân tích cho thấy lên đến trên 38% Như dã đề cập trước đây công nghệ DSL loại trừ các kỹ thuật đắt tiền và các trạm tiếp vận vốn rất cần thết trong công nghệ truy xuất kiểu cũ

- Việc sử dụng SLM-DSL như minh hoạ ở hình 4.5 cho phép các ứng dụng

DSL loại doanh nghiệp có thể hỗ trợ việc thực hiện dịch vụ đầy đủ và cung cấp chức năng SLA end-to-end

- DSL có thể đem lại một cách có hiệu quả các điểm truy xuất đến gần các

thuê bao hơn Việc phân chia dịch vụ thông minh hỗ trợ cả hai chế độ của giao thức FRF.8 gồm trong suốt (transparent: frame relay kết thúc ở frame relay RFC 1490) và chuyển dịch (translation: frame relay kết thúc ở ATM RFC 1483)

Như đã nói đến ở các chương trước, công nghệ DSL là công nghệ vòng thuê bao Điều này có nghĩa là thiết bị DSL không chỉ được lắp đặt ở phía khách hàng mà còn được lắp đặt ở tổng đài nội hạt, tức là đầu bên kia của đường dây cáp đồng Từ tổng đài nội hạt công nghệ DSL không những chỉ hỗ trợ vị trí khách hàng mà còn hỗ trợ vị trí của các thuê bao Frame Relay khác ngoài tổng đài đó Lúc đó tổng đài nội hạt trở thành một NSP (Network Service Provider: nhà cung cấp dịch vụ mạng) thực sự

Một bộ DSLAM có thể tập trung tất cả các lưu lượng từ các thuê bao Frame Relay nội hạt trong tổng đài nội hạt Nhà cung cấp dịch vụ Frame Relay sử dụng truy xuất dựa trên DSL có thể lấy lưu lượng Frame Relay đã tập trung này và gửi qua liên kết tốc độ cao đến điểm chuyển mạch Frame Relay Kết quả là nhà cung cấp dịch vụ Frame Relay có thể di chuyển điểm tập trung lưu lượng và quản lý tắc nghẽn lại gần thuê bao hơn

4.5 Dịch vụ ATM

Có nhiều điểm khác nhau giữa ATM và Frame Relay:

- Tế bào ATM có độ dài cố định trong khi khung Frame Relay có độ dài

không cố định

- ATM có nhiều báo hiệu và tham số mạng nên đạt được điều khiển chất

lượng dịch vụ nhiều hơn cũng như hỗ trợ nhiều loại lưu lượng hơn

ATM trong mạng trục cùng với các hệ thống DSL thích hợp sẽ đem lại một phương pháp hiệu quả cao để thực hiện các mạng WAN Đây là nhân tố quan trọng về mặt kinh tế của việc thiết kế toàn bộ mạng và cho phép các nhà cung cấp dịch vụ khai thác hết các khả năng của các bộ DSLAM đời mới có sẵn cả khả năng chuyển mạch ATM Ví dụ, các bộ DSLAM đa dịch vụ có thể tập hợp để chia xẻ một giao tiếp WAN để đạt được mạch ảo PVC có các lợi ích sau:

- Cung cấp hiệu quả và đơn giản lên mạng trục ATM

- Cho phép nhà cung cấp dịch vụ đầu tư thêm khi mạng phát triển

Tóm lại, ATM nội trội trong truyền dẫn truy xuất nội hạt cũng như chuyển vận trục mạng tổng đài

4.6 VoDSL

4.6.1 Các yêu cầu của thị trường dành cho hệ thống VoDSL

Để VoDSL thực sự hấp dẫn được khách hàng và trở thành giải pháp tốt cho các mạng thuê bao trong tương lai thì VoDSL phải thoả mãn được các yêu cầu của thị trường Chính yêu cầu của thị trường đã định hình cho các đặc tính kỹ thuật của giải pháp VoDSL

- VoDSL phải là một dịch vụ điện thoại thực sự về:

+ chất lượng: rõ ràng, tiếng dội và độ trễ không nhận biết được

+ kết nối được mọi loại thiết bị POTS như các máy điện thoại quay số bằng Pulse, Tone, các loại máy fax, modem, …

- Ghép tối thiểu 4 đến 12 kênh thoại hỗ trợ từng mạch DSL để đáp ứng nhu

cầu của hầu hết các doanh nghiệp vừa và nhỏ cũng như các chi nhánh của các doanh nghiệp lớn

- Thực hiện trong suốt các CLASS feature (Customer Local Area Signaling

Service) như caller ID, selective call forwarding, automatic callback, selective call rejection, caller ID when waiting, who call me, … hay Custom calling service như call waiting, call forwarding (busy line, no answer), teen service, call transfer, three-way calling, …

- Xác định dải tần động cho âm thoại, với sự ưu tiên cho âm thoại để bảo

đảm chất lượng dịch vụ đồng thời phải thực hiện nén thoại, bỏ qua các khoảng yên lặng để tận dụng tối đa dải tần cho thoại

- Phải có độ tin cậy và ổn định “five nine reliable”: 99,999%: mặc dù được

xây dựng dựa trên công nghệ mạng số dữ liệu gọi là computer based solution, giải pháp VoDSL cũng phải đạt độ ổn định cao như dịch vụ điện thoại thông thường được các công ty điện thoại thực hiện

- Dễ cung cấp và quản lý: giải pháp VoDSL phải tương hợp với các hệ thống

quản lý, điều hành, bảo dưỡng mạng điện thoại và số liệu hiện tại mà không làm ngưng trệ chúng

4.6.2 Các thành phần chính trong một hệ thống VoDSL

Có 3 thành phần chính trong một hệ thống VoDSL:

- Thiết bị truy xuất tích hợp VoDSL (IAD: Integrated Access Device) dùng để

gói hoá âm thoại và sắp xếp tín hiệu vào các tế bào ATM hay gói IP và chuyển vận chúng qua các liên kết DSL (và chuyển đổi ngược lại các gói âm thoại thành các tín hiệu kênh thoại) Ngoài nhiều port thoại để nối với các máy điện thoại, IAD còn bao gồm các port số liệu để kết nối máy tính, hub LAN và các bộ định tuyến

- DSLAM có khả năng VoDSL là DSLAM đa dịch vụ có khả năng dẫn đường

cho các gói dữ liệu Internet hay các mạng số liệu khác trong khi đồng thời

dẫn đường các gói hay tế bào dữ liệu thoại qua voice gateway để đến PSTN

- Voice gateway chuyển thoại được gói hoá thành lưu thoại dựa trên mạch

(và ngược lại đối với lưu thoại chuyển xuống từ IAD) và sau đó chuyển tiếp các tín hiệu mạch này cho các bộ chuyển mạch Class 5 của PSTN bằng chuẩn giao tiếp công nghiệp GR-303, TR-008 (ở Bắc Mỹ) hay V5 (ở châu Âu)

Hình 4.6 Cấu hình VoDSL tiêu biểu

Ngoài ra, trong cấu hình mạng VoDSL tiêu biểu còn có:

- CPE (Customer Premises Equipment): thiết bị tài sản của khách hàng như:

điện thoại, PABX, fax, modem, …

- DSL line: vận chuyển dữ liệu và thoại đã được gói hoá qua đường dây điện

thoại

- Class 5 switch: chuyển mạch nội hạt trong các tổng đài nội hạt

4.6.3 Kiến trúc mạng của hệ thống VoDSL

Kiến trúc mạng VoDSL được minh họa ở hình 4.9 Với những thuê bao chỉ sử dụng dịch vụ thoại qua DSL vòng thuê bao kết thúc ở phía khách hàng bằng một modem DSL hay một bộ định tuyến Với các thuê bao sử dụng cả dịch vụ thoại và số liệu thì vòng thuê bao DSL kết thúc tại thiết bị truy xuất tích hợp IAD

IAD

Data Voice

DSLAM

Access Data

Voice Gateway

PSTN

Packet

Backbone Network

Class 5 Swith

CPE xDSL

4.6.3.1 Kiến trúc tập trung

Hình 4.7 Hệ thống VoDSL theo kiến trúc tập trung

Kiến trúc mạng tập trung minh hoạ ở hình 4.7 đáp ứng nhu cầu của các nhà cung cấp dịch vụ muốn phân phối dịch vụ thoại từ một tổng đài nội hạt (class 5 switch) có voice gateway qua nhiều DSLAM ở các tổng đài nội hạt khác không có voice gateway Đây là trường hợp các CLEC cung cấp dịch vụ DSL qua các bộ DSLAM đặt tại các tủ trong các tổng đài ILEC Trong trường hợp này mạng thông tin gói tập trung lưu lượng từ các bộ DSLAM được dùng cho cả thoại và số liệu để kết nối với PSTN hay Internet

Lợi ích của kiến trúc này là chỉ một tổng đài loại 5 có thể phục vụ nhu cầu thoại của các khách hàng trải trên một diện tích điạ lý rộng Mạng thông tin gói tập trung lưu lượng thoại từ các bộ DSLAM khác nhau vào một voice gateway nối với PSTN cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa dịch vụ thoại tới những vùng xa mà sự đầu tư còn khiêm tốn, ngay cả trong giai đoạn đầu khi sự thâm nhập thị trường còn thấp

4.6.3.2 Kiến trúc phân bố

Kiến trúc phân bố đáp ứng nhu cầu của các nhà cung cấp dịch vụ sở hữu cả các bộ DSLAM và chuyển mạch loại 5 trong cùng một tổng đài và muốn đưa lưu lượng thoại từ mạng DSL xuống tại mỗi tổng đài nội hạt Kiến trúc này thích hợp với các ILEC muốn phục vụ các khách hàng VoDSL của mình từ cùng một tổng đài loại 5 mà họ đã cung cấp cho khách hàng các dịch vụ POTS

Trong kiến trúc phân bố cần phải tách lưu thoại và lưu lượng số liệu giữa DSLAM và mạng thông tin số liệu Lưu lượng số liệu được chuyển qua mạng thông tin gói đến một điểm tập trung để kết nối Internet trong khi lưu thoại lại được chuyển ngay tại chỗ sang bộ chuyển mạch loại 5 Việc tách rời các gói thoại và số liệu đòi hỏi chức năng chuyển mạch gói Tuy nhiên, việc lắp đặt một thiết bị chuyển mạch gói riêng cho mỗi tổng đài nội hạt để thực hiện mạng phân bố là không kinh tế

Có hai giải pháp khác nhau cho vấn đề kiến trúc này Giải pháp thứ nhất là sử dụng một bộ voice gateway mở rộng có chức năng cho các gói dữ liệu thuần túy đi qua như được minh họa ở hình 4.8 (a) Bộ voice gateway như vậy kết nối cả với DSLAM và mạng thông tin gói Các gói chuyển đến từ DSLAM sẽ được kiểm tra xem là gói dữ liệu thuần tuý hay thoại Các gói thoại được chuyển sang các bộ chuyển mạch nội hạt trong khi các gói dữ liệu thuần túy được chuyển sang cho mạng số liệu vùng (regional data network) Ở chiều ngược lại, các gói dữ liệu từ mạng dữ liệu vùng được ghép chung với các gói thoại từ các đường dây PSTN và kết hợp lại thành dòng gói gởi tới DSLAM

Giải pháp thứ hai là sử dụng một bộ DSLAM có chức năng chuyển mạch (switching DSLAM) có đến hai uplink tốc độ cao hay nhiều hơn như mô tả ở hình 4.8 (b) Các kết nối gói trong bộ DSLAM được cấu hình để chuyển hướng các gói dữ liệu ra khỏi một uplink cho mạng gói vùng (regional packet network) trong khi đó các gói thoại được dẫn đường ra khỏi uplink khác và chuyển vào voice gateway để đưa về bộ chuyển mạch nội hạt

Hình 4.8 Hệ thống VoDSL theo kiến trúc phân bố 4.6.4 Nghi thức gói cho mạng thuê bao DSL

Trong các phần trước đã nói đến mạng thông tin gói nhưng không nói rõ là dạng nào Trong trường hợp của mạng thuê bao DSL thuật ngữ gói chỉ đến cell ATM, frame của frame relay hay gói IP Các gói IP thường được tải trong các payload của cell ATM hay frame trong frame relay Vấn đề càng phức tạp hơn khi kỹ thuật chuyển mạch gói trong mạng thông tin gói vùng có thể thực hiện ở lớp mạng hay lớp frame relay bằng các chuyển mạch cell hay chuyển mạch frame hay cũng có thể được thực hiện ở lớp IP bằng các bộ định tuyến Vấn đề còn phức tạp ở chỗ các mạng frame relay phải kết nối với các mạng ATM qua các chức năng giao thức frame-to-cell

Việc cung cấp các dịch vụ kết hợp thoại và số liệu qua DSL liên qua đến khái niệm VoDSL Dịch vụ số liệu được cung cấp trên DSL hầu hết là dựa trên cở sở IP, vì vậy, IP được các mạng thuê bao DSL hỗ trợ rộng rãi Tuy nhiên, đối với VoDSL thì vấn đề cần giải quyết là nên dùng loại thông tin gói nào để hỗ trợ thoại Trước khi trả lời câu

hỏi này hãy xét chi tiết quá trình xây dựng mạng thuê bao VoDSL Theo những nguyên tắc chính của thị trường đã nêu ở trên thì phải tìm ra một giải pháp cho thoại dạng gói tương hợp với thực tế hiện tại mà không làm thay đổi kiến trúc mạng nội hạt có sẵn

4.6.4.1 Mạng thuê bao DSL thực tế hiện tại

a Kiến trúc mạng thuê bao DSL của các ILEC

Phần lớn các ILEC sử dụng DSL dưới phiên bản DSL bất đối xứng (ADSL) dựa trên tiêu chuẩn T1.431 của ANSI hỗ trợ chuyển vận các cell ATM Thứ tự các nghi thức dành cho lưu lượng dữ liệu chủ yếu là IP qua PPP qua ATM dù cũng hỗ trợ nhiều phương pháp khác như RFC1483 chẳng hạn Các bộ DSLAM ADSL thực hiện tập trung lưu lượng dữ liệu và cung cấp các uplink ATM Các uplink này được nối đến một mạng ATM vùng tiếp tục tập trung hay chuyển hướng sang hệ thống quản lý thuê bao (Subscriber Management System) cung cấp các kết nối IP đến các nhà cung cấp Internet

Hình 4.9 Kiến trúc nghi thức của thoại qua ATM AAL2

Hình 4.10 Kiến trúc nghi thức của VoIP với DSLAM dựa trên frame relay

Nhiều ILEC quy hoạch sử dụng G.lite trong tương lai bên cạnh ADSL G.lite là một phiên bản biến thể của ADSL hứa hẹn đem đến một giải pháp rẻ tiền cho thị trường hàng

loạt và cũng giống như ADSL, nó được sử dụng để hỗ trợ chuyển vận các cell ATM G.lite có thể được làm cho thích ứng với hạ tầng kiến trúc mạng hiện đang hỗ trợ ADSL mà không cần phải thay đổi gì

Các mạng thuê bao của các ILEC có thể hỗ trợ thoại qua ATM (Voice over ATM: VoATM) hay thoại qua IP (Voice over IP: VoIP) Yêu cầu phải tách rời lưu lượng thoại và số liệu giữa DSLAM và mạng thông tin gói vùng để hỗ trợ kiến trúc tập trung đồng thời dù sử dụng phương pháp nào thì thoại và số liệu cũng phải đi trên các kết nối kênh ảo (virtual circuit connection: VCC) ATM khác nhau Nếu sử dụng VoIP thì thoại và số liệu có thể truyền trên cùng một VCC nhưng hoặc bộ DSLAM, hoặc bộ voice gateway phải tái hợp tất cả các cell ATM thành các gói IP để xác định được gói nào chứa thoại và gói nào chứa dữ liệu Quá trình này làm tăng thêm độ phức tạp và giá thành của giải pháp

b Kiến trúc mạng thuê bao DSL của các CLEC

Các mạng của các CLEC đều định hướng hỗ trợ nhiều kiến trúc khác nhau hơn các ILEC Hiện nay, mạng thuê bao DSL của các CLEC chủ yếu sử dụng các DSLAM DSL đối xứng (SDSL) hỗ trợ truyền tải frame relay qua DSL Hầu hết các DSLAM này được kết nối với các mạng ATM vùng qua các chức năng giao thức frame-to-cell có sẵn hay có trong các điểm chuyển mạch ATM cung cấp truy xuất cho các loại DSLAM khác nhau

Vì các gói IP được chuyển trong suốt qua chức năng giao thức frame-to-cell nên sự xuất hiện của IP đã đem lại một giải pháp trực tiếp cho chuyển vận thoại qua các loại mạng này Các kỹ thuật khác nhìn chung phức tạp hơn nhiều vì các thiết bị phía khách hàng phải hỗ trợ frame relay trong khi bộ voice gateway tập trung lại kết nối qua ATM Điều này nghĩa là thoại qua frame relay (Voice over Frame Relay: VoFR) rất cần thiết cho các kết nối DSL và giao thức frame-to-cell phải xếp tương ứng các các frame chứa thoại sang các cell để có thể tương hợp với các bộ voice gateway Tuy nhiên, sắp tới ta sẽ thấy trong lúc VoIP được xem là khá đơn giản thì nó lại có nhiều nhược điểm nghiêm trọng khi sử dụng cho VoDSL Không phải tất cả các CLEC đều sử dụng các bộ DSLAM dựa trên kỹ thuật frame relay Có một số ít nhưng không ngừng tăng lên các CLEC sử dụng các bộ DSLAM dựa trên ATM dĩ nhiên hoàn toàn tương hợp với các các mạng ATM vùng Các bộ DSLAM dùng kỹ thuật ATM đôi lúc lại rẻ tiền hơn các bộ DSLAM sử dụng kỹ thuật frame relay tương đương nhưng sự khác biệt có thể nhiều hơn khi các ưu điểm của các bộ DSLAM đem lại khi hỗ trợ lưu thoại

4.6.4.2 Giải pháp thoại qua ATM

a Mô phỏng mạch CES (Circuit Emulation Services)

Giải pháp thoại qua ATM dựa trên một kỹ thuật thuật truyền thống gọi là mô

“phỏng mạch” (“circiut emulation”) với các cấu trúc khung xen byte như T1 hay E1 được chuyển đổi thành dòng cell ATM truyền ở một tốc độ không đổi

Mô phỏng mạch được dựa trên cơ sở sử dụng nghi thức lớp thích ứng ATM loại 1 (ATM Adaptation Layer 1: AAL1) và được sử dụng rộng rãi hiện nay để hỗ trợ các đường truyền T1 và T3 qua mạng ATM Mô phỏng mạch thật sự đáp ứng một trong các yêu cầu

cơ bản của VoDSL là bố trí được nhiều kênh thoại chia nhau cùng một kênh ảo VCC ATM nhưng lại không đáp ứng được một số yêu cầu thiết yếu khác, chi tiết là: