Công nghệ ADSL và ứng dụng ADSL tại xiengkhoang luận văn tốt nghiệp đại học điện tử viễn thông

Mạng nội bộ LAN A Local area network LAN là một hệ thống truyền thông tin, dữ liệu cho phépkết nối các thiết bị độc lập liên lạc với nhau trong một vùng có giới hạn, một toà nhà,hay một

đờng trục bắc-nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THễNG

Đồ án

tốt nghiệp đại học

ADSL TẠI XIENGKHOANG

đề tài đồ án tốt nghiệp đại học

-2-NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn

§iÓm: (B»ng ch÷: )

Ngµy th¸ng n¨m 2011

NhËn xÐt cña gi¸o viªn ph¶n biÖn

§iÓm: (B»ng ch÷ : )

Ngµy th¸ng n¨m 2011 Môc lôc Trang 2.1 Giíi thiÖu tæng quan kü thuËt xDSL 28

-4-S ph¸t triÓn AD-4-SL t¹i XIENGKHOANG-LOA-4-S Ự 49

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 đã đápứng cho việc xử lý thông tin một cách thuận tiện nhanh chóng, chính xác và đạt hiệu quảcông việc cao

Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp đa ̣i ho ̣c, chúng tôi nghiên cứu về : “Công

nghệ ADSL.

Đồ án đợc bố cục làm 3 chơng:

Chơng 1 Công nghệ nền tảng của ADSL Trong chơng này trình bày các kiến

thức cơ bản về mạng và các thiết bị mạng, đi sâu về phân loại mạng máy tính theophạm vi địa lý (LAN và WAN) Đặc biệt là mạng WAN, vì đó là công nghệ nền tảngcủa ADSL

Chơng 2 Tổng quan về ADSL Trong chơng này trình bày các kiến thức cơ bản,

tổng thể về công nghệ ADSL

Chơng 3.Sự phát triển ADSL tại Xiờng Khoảng Trong chơng này trình bày sự

phát triển của ADSL cũng nh những khó khăn mà các nhà cung cấp dịch vụ ADSLgặp tại Xiengkhoang-Laos

Trong quá trình thực hiên đồ án, chúng tôi đã nhận đợc sự giúp đỡ tận tình của

PGS.TS Nguyễn Hoa Lư, ngươ ̣i đã trực tiờ́p hướng dõ̃n chúng em thực hiờ ̣n và

giỳp em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.Vì thời gian làm và kiến thức có hạn nên

đồ án không tránh khỏi những sai sót, rất mong sự góp ý của các thầy cô giáo và cácbạn

Do thời gian và kiến thức có hạn nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót.Rất mong sự đóng góp ý kiến và giúp đỡ của các thầy cô, bạn bè

xin chân thành cảm ơn!

-6-Chơng 1 Công nghệ nền tảng của ADSL

Chúng ta có thể nghĩ đến Internet nh là những mạng xơng sống đợc tạo ra vàquản lý bởi các tổ chức quốc tế, các quốc gia hay các ISP khu vực Mạng xơng sống

đợc nối với nhau bởi các thiết bị kết nối nh Router hay Switch Điểm cuối của mạng

là nhà cung cấp mạng cục bộ khu vực hoặc kết nối theo kiểu Point- to- point nốimạng LAN với mạng Nhận thức Internet là một tập hợp của Switching Wans(backbones), LANs, Point- to- point WANs

Mặc dù bộ giao thức TCP/IP bình thờng bao gồm 5 lớp, nó chỉ định các giaothức trên thành 3 lớp: TCP/IP duy nhất liên quan đến tầng mạng, tầng vận chuyển vàtầng ứng dụng Điều này có nghĩa rằng TCP/IP giả thiết sự tồn tại của WANs, 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 cho phépkết nối các thiết bị độc lập liên lạc với nhau trong một vùng có giới hạn, một toà nhà,hay một khu trờng

Công nghệ mạng LAN phổ biến nhất hiện nay trên thế giới cũng nh ở Laos gồmcó: Ethernet LANs, Token Ring LANs, Wireless LANs và ATM LANs Trong phầnnày chúng ta tìm hiểu loại công nghệ đầu tiên, còn công nghệ ATM LANs sẽ đợc tìmhiểu thêm trong phần tìm hiểu công nghệ ATM ở phần sau

Điểm khác biệt lớn nhất giã Ethernet và IEEE 802.3 thể hiện ở một trờng trongcấu trúc gói số liệu đợc mô tả ở hình sau:

Hình 1.1 Cấu trúc gói số liệu Ethernet và IEEE 802.3Ethernet định nghĩa trờng “loại số liệu” (TYPE), cho biết số liệu trong trờng sốliệu (Information Field) thuộc giao thức ở mức mạng trong khi IEEE 802.3 địnhnghĩa trong trờng độ dài (LEN) của gói số liệu Trờng Preamble và SFD gồm chuỗibit 1010 10 phục vụ việc đồng bộ cho đơn vị điều khiển nhận Với hai bit cuối cùngcủa trờng SFD là 11 “vi phạm” mẫu chuỗi bit đồng bộ, cho biết khởi đầu phần tiêu đềcủa gói số liệu Chuỗi byte kiểm tra FCS đợc tạo thành theo mã nhị phân tuần hoàn,bao gồm trờng địa chỉ đích DA, địa chỉ nguồn SA, trờng loại số liệu TYPE và trờng

số liệu Khoảng cách giữa hai gói số liệu liên tiếp nhau (Interframe Gap) đợc quy

Cấu trúc gói số liệu Ethernet

Preamble SFD DA SA LEN Infomation FCS Preamble

định là 9,6às, cần thiết cho đơn vị điều khiển thu xử lý nội bộ và chuẩn bị thu gói sốliệu tiếp theo Độ dài tối thiểu của gói số liệu Ethernet là 64 byte, tơng đơng 512 bit,bằng 1 “cửa sổ thời gian”

Việc giới hạn độ dài tối đa của gói số liệu Ethernet là 1518 byte cho phép hạnchế thời gian phát, tơng ứng với thời gian chiếm kênh truyền của một trạm và nh vậy,tăng khả năng truy nhập mạng và trao đổi số liệu cho các trạm khác cũng nh giới hạndung lợngbộ nhớ đệm phát và thu

• Nguyên tắc hoạt động

Lu đồ điều khiển truy nhập mạng Ethernet và quá trình phát, thu số liệu đợc môtả trong hình

Deferring On?

? Calo,Backoff

Frame too smal ?

LEN

OK ?

CRC Error Align Error

Diasemble Frame

RxM done OK

LEN Error

NO

YES

NO YES

Quá trình phát bắt đầu bằng việc chuẩn bị gói số liệu cần phát trong bộ nhớ đệmphát Nếu không ở trạng thái chờ ngẫu nhiên (deferring) vì phát hiện xung đột trớc đó

và kênh rỗi, quá trình phát đợc khởi động và kết thúc tốt đẹp Trờng hợp có xung độttruy nhập (Collision), chuỗi bit đặc biệt JAM ( jamming sequence) đợc phát để thôngbáo trạng thái xung đột truy nhập cho các trạm khác trong mạng biết Nếu số lầnxung đột truy nhập vợt quá giới hạn cho phép là 16 (nhờ bộ đếm xung đột truy nhậpriêng), quá trình phát đợc kết thúc với thông báo lỗi “Xung đột truy nhập” Trong tr-ờng hợp ngợc lại, thời gian chờ ngẫu nhiên trớc khi kiểm tra đờng truyền và phát lại,

đợc 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 thuận theohàm số mũ với số lần truy nhập và nh vậy, làm tăng thời gian truy nhập mạng, đặcbiệt khi lu lợng số liệu trao đổi trong mạng lớn, tơng ứng với xác xuất xảy ra xung

đột truy nhập cao Phơng pháp điều khiển truy nhập này, vì vậy, không thích hợp vớicác ứng dụng thời gian thực mà ở đó đòi hỏi thời gian truy nhập mạng xác định là yêucầu khắt khe nhất

Quá trình thu kết thúc với việc kiểm tra độ dài gói số liệu thu đợc Nếu độ dàigói 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 để thu góitiếp theo đợc khởi động điều này cũng xảy ra khi địa chỉ đích không trùng với địa chỉnguồn của địa chỉ thu Gói số liệu thu đợc chỉ đợc ghi vào bộ nhớ đệm thu sau khikhẳng định các byte kiểm tra FCS đúng Trong trờng hợp ngợc lại, các thông báo lỗithu, ví dụ: độ dài không đúng (LEN error) hoặc phạm vi giới hạn gói dữ liệu(aligment error) hoặc lỗi CRC (CRC error), đợc chuyển cho phần mềm điều khiển trao đổidữ liệu

Hình thức kết nối vật lý sau đây là tóm tắt các đặc trng kết nối vật lý của công nghệmạng Ethernet

-12-Hình 1.3: “thick” Ethernet 10BASE-5 -12-Hình 1.4:“Thin” Ethernet 10BASE-2

Hình 1.3 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 với trởkháng 50 Ohm, phạm vi tín hiệu 200m,topo mạng dạng bus

 10BASE-T: tốc độ 10Mb/s, dùng cáp đồng trục thick-cable (đờngkính 10mm) với trở kháng 50 Ohm, phạm vi tín hiệu 500m, topo mạng dạngbus

0.5mMax 2.5m

Trên mạng Ethernet, ở một thời điểm chỉ một hoạt động truyền đợc phép MạngEthernet đợc xem nh mạng đa truy xuất cảm nhận mang sóng có phát hiện xung đột.

Điều này có nghĩa là hoạt động truyền của một node đi qua toàn bộ mạng và đợcnode 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 ngợc lại trên đoạn mạng

A B C D

Hình 1.4 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 đang gởitín hiệu máy trạm sẽ kiểm tra mạng để đảm bảo không có máy trạm khác đang truyềnvào thời điểm đó Có khả năng hai máy trạm cùng xác định mạng không bị bận và sẽ

Physical

ApplicationPresentationSessionTransportNetwordData LinkPhysical

truyền vào thời điểm xấp xỉ nhau Nếu điều này sảy ra thì sẽ gây ra xung đột nh minhhoạ ở của hình 1.7.

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 khác nhận

ra Tất cả node khác đang truyền sẽ ngừng việc gửi frame trong thời gian đợc chọnngẫu nhiên trớc khi cố gắng gửi lại Nếu lần gởi lại cũng dẫn đến kết quả xung đột,node đó sẽ gửi lại và số lần gửi lại là 15 lần trớc khi bỏ hẳn việc gửi Các đồng hồ chỉ

định thời quay lui tại các máy khác nhau là khác nhau Nếu hai bộ định thời đủ khácnhau, một máy trạm sẽ thực hiện lần gởi kế thành công

Fast Ethernet:Để truyền các loại dữ liệu lớn hay phức tạp chúng ta sử dụng giaothức Fast Ethernet (100 Mbps) Trong tầng MAC, Fast Ethernet sử dụng cùng nguyên

lý nh Ethernet truyền thống (CSMA/CD) chỉ có điều tốc độ đờng truyền đã đợc 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 độ của

ánh sáng không thể thay đổi đợc) Việc tăng thêm độ dài cực tiểu của khung kết cấukéo theo sự bổ sung ở phía trên Nếu dữ liệu đợc gửi đi không đủ dài, thì chúng ta cầnphải tăng thêm bytes Fast Ethernet có các tùy chọn khác: miền va chạm có đợc giảmbớt bởi một hệ số của 10 ( từ 2500 m đến 250 m) Với mạng hình sao thì độ dài 250

m đợc chấp nhận trong nhiều trờng hợp Trong tầng vật lý, Fast Ethernet sử dụngnhững phơng pháp báo hiệu và phơng tiện truyền thông khác nhau để đạt đợc tốc độtruyền dữ liệu 100 Mbps.

Fast Ethernet có thể lựa chọn loại 2 dây (two-wire) hoặc loại 4 dây (four- wire)trong khi thi hành Loại 2 dây đợc dùng trong 100BASE-X, với mọi cáp cặp xoắn(100BASE-TX) hoặc cáp sợi quang (100BASE-FX) Loại 4 dây chỉ đợc dùng cho loạicáp cặp xoắn (100BASE-T4)

Gigabit Ethernet:Muốn truyền tải các loại dữ liệu cao hơn 100mbps thì phảidùng giao thức Gigabit Ethernet Để đạt đợc tốc độ truyền dữ liệu này, thì lớp MAC

có hai tuỳ chọn: giữ lại giao thức CSMA/CD hoặc thả nó Với vấn đề trớc, hai sự lựachọn, một lần nữa, giảm bớt sự xung đột miền hoắc làm tăng thêm cực tiểu độ dài kếtcấu Không thể chấp nhận đợc sự xung đột miền trong khoảng 25m

Gigabit Ethernet có thể phân chia thành một trong hai loại sử dụng loại 2 dâyhoặc 4 dây Loại 2 dây đợc dùng trong 1000BASE-X Với sự phát triển của loại sợicáp quang học laze sóng ngắn báo hiệu (1000BASE-SX) Những sợi cáp quang họclaze 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)

Công nghệ mạng Token Ring dựa trên tổ chức kết nối theo dạng đờng tròn, sửdụng “thẻ bài”, một loạt gói số liệu đặc bịêt để xác định quyền truy nhập và trao đổi

số liệu trong mạng Thực tế, các thiết bị đầu cuối đợc kết nối theo dạng điểm tới

-điểm; số liệu đợc chuyển nối tiếp từ thiết bị cuối náy đến thiết bị cuối sau trên đờngtròn theo một chiều nhất định Tốc độ trao đổi số liệu là 4 Mbit/s và 16 Mbit/s TokenRing đợc phát minh từ phòng thí nghiệm của công ty IBM ở Thuỵ Sỹ và đợc quychuẩn với tên là IEEE 802.5

Cấu trúc gói số liệu Token Ring đuợc mô tả chi tiết trong hình dới Sau dây làmô tả ý nghĩa các trờng:

- SD(Start Delimiter): “SD = J K 0 J K 0 0 0”- Giới hạn đầu của gói số liệu, baogồm các mẫu ký tự (symbols) J và K Việc mã hoá J và K phụ thuộc vào phơngpháp điều chế tín hiệu cụ thể ở mức vật lý (differential mancherter encoding)

14 bit RingNo

32 bitHost Hình 1.6.B Cấu trúc địa chỉ

SD

AC

ED

1 1 1 Byte

Hình 1.6.C Cấu trúc thẻ bài (ToKen)

- AC (Acces control): “AC = P P P T M R R R”- Trờng điều khiển truy nhập

+ P: Priority Bit - Xác định mức u tiên truy nhập (8 mức u 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 u tiên truy nhập nhất

định

- FC ( Frame Control): “FC = F F Z Z Z Z Z Z” - trờng điều khiển

+ FF: Xác định loại gói số liệu; FF = 00; gói số liệu LLC; FF = 01; gói sốliệu 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 số liệu

+ I (Immediate Frame Bit): Bit I = 0 cho biết đây là gói số liệu cuối cùng;bit I = 1 cho biết còn nhiều gói số liệu tiếp theo

+ E (Error Bit): Bit E=1 cho biết thu có lỗi (Ví dụ FSC sai) Bit Ethernet

đợc thiết lập một thiết bị cuối bất kỳ trong mạng để thông báo kết qủa thu sai

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

+ A (Address Recognized Bit): Bit A = 1 cho biết địa chỉ đích trùng với

địa chỉ nguồn của một thiết bi cuối cùng nào đó trong mạng

+ C (Copied bit): bit C = 1 cho biết gói số liệu đã đợc một thiết bị cuốitrong mạng “sao chép” vào bộ nhớ đệm thu

Mỗi thiết bị có một địa chỉ MAC xác định và thống nhất, đợc gắn cố định trong

vỉ điều khiển nối mạng Ngoài hai bit I/G và U/L dùng để phân biệt địa chỉ riêng địachỉ nhóm cũng nh phơng thức quản lý hai loại địa chỉ này, địa chỉ Token Ring gồm

Khác với gói số liệu thông thờng, thẻ bài là một gói số liệu đặc bịêt, chỉ gồm cáctrờng giới hạn (giới hạn cuối);(trờng điều khiển truy nhập) Việc sử dụng thẻbài để gắn quyền truy nhập mạng với các mức u tiên truy nhập khác nhau đợc mô tảchi tiết trong ví dụ sau đây

Nguyên tắc hoạt động: Giả sử thiết bị đầu cuối A có nhu cầu phát số liệu chothiết bị cuối C A chờ nhận đựơc thẻ bài có trạng thái rỗi và có độ u tiên truy nhậpcủa A, chuyển thẻ bài rỗi thành giới hạn đầu SFS và phát số liệu cần phát sau đó với

địa chỉ đích là C A phát trong thời gian quy định, còn gọi là thời gian “giữ thẻ bài”THT (Token Holding Time ) hoặc phát cho đến khi hết số liệu cần phát Lu ý rằng,

độ u tiên truy nhập mạng và thời gian giữ thẻ bài THT đựơc thiết lập khi thực hiện cài

đặt và cấu hình thiết bị cuối kết nối vào mạng

DD

Hình 1.7 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 Tơng tự nh D, B nhắc lại gói số liệu với địa chỉ

đích là C và địa chỉ nguồn là A

Sau khi nhận lại gói số liệu mình phát, A thay đổi trạng thái các bit sao cho gói

số liệu trở thành một chuỗi bit bất kỳ, không còn là một gói số liệu xác định đợc,nghĩa là loại bỏ gói số liệu do chính mình phát ra khỏi mạng, và phát thẻ bài có trạngthái rỗi vào mạng

1.2 Mạng diện rộng WAN

 Kết nối điểm - điểm:

Hình 1.8 kết nối Point to pointCòn đợc gọi là kênh thuê riêng (leased line ) bởi vì nó thiết lập một đờng kết nối

cố định cho khách hàng tới các mạng ở xa thông qua các phơng tiện của nhà cung cấpdịch vụ Các công ty cung cấp dịch vụ dự trữ sẵn các đờng kết nối sử dụng cho mục

đích riêng của khách hàng Những đờng kết nối này phù hợp với hai phơng thứctruyền dữ liệu:

- Truyền bó dữ liệu- Datagram transmissions: Truyền dữ liệu là các frame dữliệu đợc đánh địa chỉ riêng biệt

- Truyền dòng dữ liệu-Data-stream transmissions: Truyền một dòng dữ liệu mà

địa chỉ đợc kiểm tra một lần

 Mangwan chuyển mạch

Chuyển mạch là một phơng pháp sử dụng các chuyển mạch vật lý để thiết lập,bảo trì và kết thúc một phiên làm việc thông qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ củamột kết nối WAN

Chuyển mạch phù hợp với hai phơng thức truyền dữ liệu: Truyền bó dữ Datagram transmissions và truyền dòng dữ liệu-Data-stream transmission

liệu-Đợc sử dụng rộng rãi trong các công ty điện thoại, chuyển mạch hoạt động gầngiống một cuộc gọi điện thoại thông thờng

Chuyển mạch gói - Packet Switching là một phơng pháp chuyển mạch WAN,trong đó các thiết bị mạng chia sẻ một kết nối điểm-điểm để truyền một gói dữ liệu từnơi gửi đến nơi nhận thông qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ Các kỹ thuật ghépkênh đợc sử dụng để cho phép các thiết bị chia sẻ kết nối

• ATM (Asynchronous Transfer Mode: Truyền không đồng bộ )

Đặc trng cơ bản của công nghệ ATM :

- ATM là công nghệ truyền dẫn không đồng bộ, hớng kết nối Việc trao đổi sốliệu đợc thực hiện dựa trên các kênh truyền dẫn ảo, phân biệt bởi các địnhdanh, xác định

- Ngời sử dụng đợc cung cấp dải thông cần thiết theo yêu cầu, không phụ thuộcvào hệ thống truyền dẫn vật lý cụ thể (bandwidth salabitlity)

- Do xác xuất lỗi của hệ thống truyền dẫn thấp nên có thể bỏ các biện pháp pháthiện và khắc phục lỗi khi trao đổi số liệu giữa hai hệ thống kề nhau và giảmcác số liệu điều khiển chống lỗi ở mức mạng (fast packet switching) Các giaothức ở mức cao có trách nhiệm đảm bảo trao đổi số liệu chính xác giữa haithực thể cuối (end- to-end control)

- Thời gian xử lý một đơn vị số liệu hay còn gọi là một tế bào ATM bởi hệ thốngchuyển mạch nhỏ và xác định Một tế bào ATM có 53 byte, trong đó có 5 bytetiêu đề (số liệu điều khiển)

- Đảm bảo chất lợng dịch vụ theo yêu cầu của ngời sử dụng (Quality of Service)

- Frame relay, SMDS-Swithed Multimegabit Data Service, X.25 là các ví dụ củacông nghệ chuyển mạch gói

• Mạng X.25

-20-Hình 1.9 X.25 trên phơng tiện truyền dẫn không ổn địnhX.25 ra đời vào những năm 1970 Mục đích ban đầu của nó là kết nối các máychủ lớn (mainframe) với các máy trạm terminal ở xa Ưu điểm của X.25 so với cácgiải pháp mạng WAN khác là nó có cơ chế kiểm tra lỗi tích hợp sẵn Chọn X.25 nếubạn phải sử dụng đờng dây tơng tự hay chất lợng đờng dây không cao.

X.25 là chuẩn của ITU-T cho truyền trông qua mang WAN sử dụng kỹ thuậtchuyển mạch gói qua mạng điện thoại Thuật ngữ X.25 cũng còn đợc sử dụng chonhững giao giao thức thuộc lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu để tạo ra mạng X.25.Theo thiết kế ban đầu, X.25 sử dụng đờng dây tơng tự để tạo nên một mạng chuyểnmạch gói, mặc dù mạng X.25 cũng có thể đợc xây dựng trên cơ sở một mạng số.Hiện nay, giao thức X.25 là một bộ các quy tắc xác định cách thức thiết lập và duy trìkết nối giữa các DTE và DCE trong một mạng dữ liệu công cộng (PDN- Public DataNetwork ) Nó quy định các thiết bị DTE/DCG và PSE (Packet-swiching exchange) sẽtruyền dữ liệu nh 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 một đờng dây dànhriêng

- Mạng X.25 hoạt động ở tốc độ 64 Kbit/s (trên đờng tơng tự)

- Kích thớc gói tin (gọi là frame) trong mạng X.25 không cố định

- Giao thức X.25 có cơ chế kiểm tra và sửa lỗi rất mạnh nên nó có thể làm việc

t-ơng đối ổn định trên hệ thống đờng dây điện thoại tt-ơng tự có chất lợng thấp

- X.25 hiện đang đợc sử dụng rộng rãi ở nhiều nớc trên thế giới nơi các mạng sốcha đợc phổ biến và chất lợng đờng dây còn thấp

• Frame Relay

Hình 1.10 Frame Relay trên mạng truyền dẫn không ổn địnhFrame Relay hiệu quả hơn so với X.25 và đang dần dần thay thế chuẩn này.Khi sử dụng Frame Relay, bạn trả phí thuê đờng dây tới node gần nhất trên mạngFrame Relay Bạn hãy gửi dữ liệu qua đờng dây của bạn và mạng Frame Relay sẽ

định tuyến nó tới node gần nhất với nơi nhận và chuyển dữ liệu xuống đờng dây củangời nhận Frame Relay nhanh hơn so với X.25

Frame Relay là một chuẩn cho truyền thông trong mạng WAN chuyển mạchgói qua các đờng dây số chất lợng cao Một mạng Frame Relay có các đặc trng sau:

- Có nhiều điểm tơng tự nh khi triển khai một mạng X.25

- Có cơ chế kiểm tra lỗi nhng không có cơ chế khắc phục lỗi

- Tốc độ truỳên dữ liệu có thể lên tới 1.54 Mbit/s

- Cho phép nhiều kích thớc gói tin khác nhau

- Có thể kết nối nh một kết nối đờng trục tới mạng LAN

- Có thể triển khai qua nhiều loại đờng kết nối khác nhau (56K, T-1, T-3)

- Hoạt động tại lớp Vật lý và lớp Liên kết dữ liệu trong mô hình OSI

Khi đăng ký sử dụng dịch vụ Frame Relay, bạn đợc cam kết về mức dịch vụ gọi

là CIR (Committed Information Rate) CIR là tốc độ truyền dữ liệu tối đa đợc camkết bạn nhận đợc trên một mạng Frame Relay Tuy nhiên, khi lu lợng trên mạng thấp,bạn có thể gửi dữ liệu ở tốc độ nhanh hơn CIR Khi lu lợng trên mạng cao, việc u tiên

sẽ dành cho những khách hàng có mức CIR cao

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 đờng cáp đông điện thoại Vì lý

do đó, các kế hoạch triển khai ISDN đầu tiên đã đề xuất thay thế các đờng dây tơng

tự đang có bằng đờng dây số Hiện nay, việc chuyển đổi từ tơng tự sang số đang diễn

ra mạnh mẽ trên thế giới ISDN cải thiện hiệu năng vận hành so với phơng pháp truyhập mạng WAN qua đờng quay số và có chi phí thấp hơn so với Frame Relay

-22-Hình 1.11 ISDNISDN định ra các tiêu chuẩn cho việc sử dụng đờng dây điện thoại tơng tự chocả việc truyền dữ liệu số cũng nh truyền dữ liệu tơngtự Các đặc điểm của ISDN là:

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

- Tốc độ truyền dữ liệu và tốc độ kết nối cao hơn so với kết nối quay số truyềnthống

SONET(Synchronous Optical Network) là một chuẩn của American NationalStandards Institute để truyền dữ liệu đồng bộ trên môi trờng truyền là cáp sợi quang.Tơng đơng với SONET về mặt quốc tế là SDH (synchronous digital hierarchy) Cùngnhau, chúng đảm bảo các chuẩn sao cho các mạng số có thể nối với nhau trên bìnhdiện quốc tế và các hệ thống truyền quy ớc đang tồn tại có thể nắm lấy lợi thế củamôi trờng cáp sợi quang SONET cung cấp các chuẩn cho một số lợng lớn các tốc độtruyền cho đến 9.953 Gbit/s (tốc độ truyền thực tế khoảng 20 Gbit/s) SONET địnhnghĩa một tốc độ cơ sở là 51.84 Mbit/s và một tốc độ cơ sở đợc biết dới tên Ocx(Optical Carrier levels) Trong đó OC- 192 là một tốc độ của SONET nối liền với mộttốc độ tải (payload rate) bằng 9.584640 Gbit/s, chủ yếu đợc sử dụng trong các môi tr-ờng WAN

1.3 Các thiết bị kết nối phổ biến trong mạng LAN và WAN

Card mạng - NIC là một thiết bị đợc cắm vào trong máy tính để cung cấp cổng kết nối vào mạng Card mạng đợc coi là thiết bị hoạt động ở lớp 2 của mô hình OSI Mỗi card mạng có chứa một địa chỉ duy nhất là địa chỉ MAC (Media Access

Control) Card mạng điều khiển việc kết nối của máy tính vào các phơng tiện truyền dẫn trên mạng

Repeater là một thiết bị hoạt động ở mức 1 của mô hình OSI khuyếch đại và

định thời lại tín hiệu Thiết bị này hoạt động ở mức 1(Physical) Repeater khuyếch

đại và gửi mọi tín hiệu mà nó nhận đợc từ một port ra tất cả các port còn lại Mục

đích của repeater là phục hồi lại các tín hiệu trên đờng truyền mà không sửa đổi gì

 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 đợc kết nối thông quahub Một hub thông thờng có nhiều cổng nối với ngời sử dụng để gắn máy tính và cácthiêt bị ngoại vi Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dây xoắn 10 BASET từ mỗi trạm củamạng Khi có tín hiệu Ethernet đợc truyền tự một trạm tới hub, nó đợc lặp đi lặp lạitrên khắp các cổng của hub Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra, chophép hoặc không cho phép bởi ngời điều hành mạng từ trung tâm quản lý HUB

Có ba loại HUB:

- Hub đơn (stand alone hub )

-24-Hình 1.13 HUB

- Hub phân tầng (stackable hub, có tài liệu gọi là hub sắp xếp ).

- Hub modun (modular hub): Modular hub rất phổ biến cho các hệ thốngmạng 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 tởng cho những cơ quan muốn đầu t tối thiểu ban đầucho nhng 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 linh kiện điện

tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức nng duy nhất là tổ hợpcác tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng

- Hub chủ động (Active hub ): Hub chủ động có những linh kiện điện tử cóthể khuyếch đại và x lý tín hiệu điện t truyền giữa các thiết bị của mạng Quátrình xử lý dữ liệu đợc gọi là táI sinh tín hiệu, nó làm cho tín hiệu trở nên tốthơn, ít nhậy cảm và lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết bị có thể tăng lên.Tuy nhiên những u điểm đó cũng kéo theo giá thành của hub chủ động cao hơnnhiều so với hub bị động

Về cơ bản, trong mạch Ethernet, hub hoạt động nh một repeater có nhiều cổng

Liên mạng (Iternetworking ):Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạngchung gọi là Iternetworking Iternetworking sử dụng 3 công cụ chính: bridge, router vàswitch

Cầu nối (bridge ): Là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhauhoặc khác nhau nó có thể đợc dùng với các mạng có giao thức khác nhau Cầu nốihoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không nh bộ tiếp sức phải phát lại tất cảnhững gì nó nhận đợc thì cầu nối đọc đợc các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trongmô hình OSI và xử lý chúng trớc khi quyết định có truyền đi hay không

Khi nhận đợc các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ truyền đi những gói mà nó thấycần thiết Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng với nhau vàcho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo

Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm đợc đờng đi tốtnhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộc mạng đầu đến trạmnhận thuộc mạng cuối Router có thể đợc sử dụng trong việc nối nhiều mạng với nhau

và cho phép các gói tin có thể đi theo nhiều đờng khác nhau để tới đích

Khác với Bridge hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên Bridge phải xử lý mọigói tin trên đờng truyền thì Router có địa chỉ riêng biệt và nó chỉ tiếp nhận và xử lýcác gói tin gửi đến mà thôi Khi một trạm muốn gửi gói tin qua Router thì nó phải gửigói tin với địa chỉ trực tiếp của Router ( Trong gói tin đó phải chứa các thông tin khác

về đích đến) và khi gói tin đến Router thì Router mới xử lý và gửi tiếp

Khi xử lý các gói tin Router phải tìm đợc đờng đi tốt nhất trong mạng dựa trêncác thông tin no có về mạng, thông thờng trên mỗi Router có một bảng chỉ đờng(Router table ) tối u dựa trên một thuật toán xác định trớc

Chức năng chính của switch là cùng một lúc duy trì nhiều cầu nối giữa các thiết

bị mạng bằng cách dựa vào một loại đờng truyền xơng sống (backbone) nội tại tốc độcao Switch có nhiều cổng, mỗi cổng có thể hỗ trợ toàn bộ Ethernet LAN hoặc TokenRing Bộ chuyển mạch kết nối một số LAN riêng biệt và cung cấp khả năng lọc góidữ liệu giữa chúng Các switch là loại thiết bị mạng mới, nhiều ngời cho rằng, nó sẽtrở nên phổ biến nhất vì nó là bớc đầu tiên trên con đờng chuyển sang chế độ truyềnkhông đông bộ ATM

-26-Hình 1.14 Mô hình bộ chuyển mạch

1.4 Kờ́t luõ ̣n

Chương này chủ yếu giới thiệu về cỏc loại mạng và thiết bị mạng đang được

sử dụng phổ biến hiện nay, trỡnh bày cỏch phân loại mạng máy tính theo phạm vi địa

lý khỏc nhau vớ dụ như (LAN và WAN) Chỳ trọng hơn đến mạng WAN, vì đó làtiền đề của ADSL.chương 2 ta sẽ tỡm hiểu kĩ hơn về cụng nghệ ADSL

CHƯƠNG 2 Tễ̉NG QUAN Vấ̀ ADSL

2.1 Giới thiệu tổng quan kỹ thuật xDSL.

Mạng viễn thông phổ biến trên thế giới hay nớc ta hiện nay là mạng số liên kết(IDN - Integrated Digital Network) Mạng IDN là mạng viễn thông truyền dẫn số,liên kết các tổng đài số và cung cấp cho khách hàng các đờng truyền dẫn thuê bao t-

ơng tự Trong xu hớng số hoá mạng viễn thông trên toàn thế giới, mạng liên kết số đadịch vụ ISDN(Intergated Services Digital Network) và đờng dây thuê bao số DSL( Digital Subcriber Line) đã đáp ứng đợc nhiệm vụ số hoá mạng viễn thông đến tậnphía khách hàng Có thể nói rằng dịch vụ ISDN là dịch vụ DSL đầu tiên cung cấp chokhu dân c giao diện tốc độ cơ sở BRI (Basic Rate Interface): 44 Kbit/s, đợc 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 với têngọi chung là xDSL, x biểu thị cho các kỹ thuật khác nhau Mục đích của kỹ thuật này

là cung cấp cho khách hàng các loại hình dịch vụ chất lợng cao và băng tần rộng.Các kỹ thuật đợc phân biệt dựa vào tốc độ và chế độ truyền dẫn Kỹ thuật này cóthể cung cấp nhiều dịch vụ đặc thù truyền không đối xứng qua modem, điển hình loạinày là ADSL và VDSL và truyền đối xứng có tốc độ truyền hai hớng nh nhau nhHDSL và SDSL Riêng với kỹ thuật VDSL (Very High Speed DSL) có thể truyền đốixứng với tốc độ rất cao

Các đặc trng chính của họ công nghệ xDSL hiện tại đợc mô tả trong bảng 2.1

Bảng 2.1.Cụng nghờ ̣ xADSL

Kỹ thuật Tốc độ dữ liệu Số đôi dây

sử dụng

Giới hạn khoảng cách

ứng dụng

56 Kbit/s 56Kbit/s

downlink

Không giới hạn

Email, truy nhập LAN từ xa.

Analog

modem

28,8 hoặc 33,6 Kbit/s uplink

Truy nhập Internet, intranet

ISDN ≤ 128 Kbit/s

(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 10 - 30Mbit/s 50Km trên Truy cập Internet

-28-modem Downstream

0,128 - 10 Mbit/s Upstream

cáp đồng trục (thêm thiết bị phụ trợ có thể tới 300 Km) ADSL Lite 1Mbit/s

Downstream

512 Kbit/s Upstream

Sử dụng 1

đôi dây

5Km (khoảngcách càng ngắn tốc

độ càng cao )

Truy nhập Internet/ intranet,video theo yêu cầu, truy cập mạng LAN

từ xa, VoIP.

ISDL 144 Kbit/s

đối xứng

5 Km (Có thể mở rộng tới 300 km)

Truy nhập Internet/ intranet, video theo yêu cầu, truy cập mạng LAN

từ xa, VoIP.

HDSL 1.544 Mbit/s (T1)

đối xứng 2.048 Mbit/s (E1)

Nội hạt, thay thế trung

kế T1/E1 có dùng bộ lặp Kết nối các PBX với nhau.Tập trung lu 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.

VDSL 13-52 Mbit/s

Downstream 1.5-2.3 Mbit/s Upstream

Truy cập Multimedia Internet, quảng bá các chơng trình TV.