Phương thức truy nhập đường dây thuê bao số DSLAM trong mạng viễn thông

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, lời đầu tiên em xin chân thành cảm
ơn các thầy giáo, cô giáo Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Và Truyền
Thông, những người đã dạy dỗ, trang bị cho em những kíến thức bổ ích trong 5
năm học vừa qua.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới cô giáo Th.S Mạc Thị
Phượng, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt thời gian thực tập và
làm đồ án.
Nhân dịp này em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè,
những người thân đã cổ vũ, động viên tiếp thêm cho em nghị lực để em hoàn
thành đồ án tốt nghiệp.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng hoàn thiện đồ án bằng tất cả sự nhiệt tình và
năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong
nhận được những đóng góp quý báu của quý thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn !

Thái Nguyên, ngày tháng 6 năm 2012
Sinh Viên thực hiện

Lê Anh Quỳnh

1


LỜI CAM ĐOAN

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định và đáp ứng được
yêu cầu đề ra, em đã cố gắng tìm hiểu, học hỏi, tích lũy kiến thức đã học. Em có
tham khảo một số tài liệu đã nêu trong phần “Tài liệu tham khảo” nhưng không
sao chép nội dung từ bất kỳ đồ án nào khác.
Em xin cam đoan đồ án là công trình nghiên cứu của cá nhân nghiên cứu,

xây dựng dưới sự hướng dẫn của cô giáo Mạc Thị Phượng. Nội dung lý thuyết
trong đồ án có sự tham khảo và sử dụng của một số tài liệu, thông tin được đăng
tải trên các tác phẩm, tạp chí và các trang web theo danh mục tài liệu của đồ án.
Em xin cam đoan những lời khai trên là đúng, mọi thông tin sai lệch em
xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng.

Thái Nguyên, ngày tháng 6 năm 2012
Sinh viên thực hiện

Lê Anh Quỳnh

2


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................. 1
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ 2
MỤC LỤC ....................................................................................................................... 3
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT .............................................................................................. 5
LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................................ 10
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP ĐƯỜNG THUÊ
BAO SỐ xDSL ............................................................................................................... 12
1.1. Tổng quan về công nghệ xDSL........................................................................ 12
1.2. Lịch sử phát triển ADSL .................................................................................. 16
1.3. Công nghệ ADSL ............................................................................................. 17
1.4. Chức năng các thành phần trong ADSL........................................................... 18
1.4.1

Modem ADSL........................................................................................... 19

1.4.2

Mạch vòng/Local Loop ............................................................................. 21

1.4.3

Các thành phần ADSL từ phía nhà cung cấp dịch vụ ............................... 21

1.5. Cơ chế hoạt động với ADSL ............................................................................ 25
1.6. Ứng dụng của ADSL........................................................................................ 27
1.7. Ưu điểm của ADSL so với PSTN & ISDN ...................................................... 29
CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG THIẾT BỊ DSLAM ................................ 32
2.1. Vị trí của DSLAM trong mạng Viễn Thông .................................................... 32
2.2. Bộ ghép kênh truy cập DSLAM....................................................................... 32
2.3. Sơ đồ khối thiết bị DSLAM ............................................................................. 36
2.4. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................ 42
2.5. Cấu trúc Subrack của H1000 và M200 ............................................................ 45
2.5.1.

Surpass Hix5300 H1000 ........................................................................... 45

2.5.2.

Surpass HiX5300 M200............................................................................ 49

2.5.3.

Những vấn đề lưu ý về hệ thống Surpass HiX5300.................................. 50

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA DSLAM TRONG MẠNG VIỄN THÔNG ......... 53
3.1. Ứng dụng thực tế .............................................................................................. 53

3


3.1.1 Ứng dụng cho mạng hiện tại VLAN ............................................................. 57
3.1.2

Mạng MAN-E ........................................................................................... 61

3.2. Mở rộng vùng phục vụ ..................................................................................... 63
3.3 Ứng dụng cho mạng thế hệ sau NGN ................................................................ 66
KẾT LUẬN.................................................................................................................... 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 69

4


THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
ADSL

Asymmetric Digital Subscriber

Đường dây thuê bao số bất đối

Line

xứng

API

Application Program Interface

Giao diện chương trình ứng dụng

ARP

Address Resolution Protocol

Giao thức phân giải địa chỉ

ASF

Active Streaming Format

Định dạng luồng tích cực

ASIC

Application Specific Intergrated

Vi mạch tích hợp chuyên dụng

Circuit
ATM

Asynchronous Transfer Mode

Phương thức truyền tải không

đồng bộ

B-RAS

Broadband Remote Access Server

Máy chủ truy nhập từ xa băng
rộng

BSS

Base Station System

Hệ thống trạm gốc

CAM

Cotent Address Memory

Nhớ địa chỉ nội dung

CD

Compact Disk

Đĩa Compact

CES

Circuit Emulation Service

Dịch vụ mô phỏng mạch

CO

Central Office

Tổng đài trung tâm

CoS

Class of Service

Lớp dịch vụ

CPE

Customer Premise Equiment

Thiết bị thuộc nhà riêng thuê bao

CPU

Central Processing Unit

Khối xử lý trung tâm

DHCP

Dynamic Host Configuration

Giao thức cấu hình trạm động

Protocol

5


DRM

Digital Right Management

Quản lý quyền truy nhập số

DSL

Digital Subscriber Line

Đường dây thuê bao số

DSLAM

Digital Subscriber Line Access

Bộ ghép kênh truy nhập đường

Multiplexer

dây thuê bao số

DVD

Digital Video Disk

Đĩa đa năng số

EPG

Electronic Program Guide

Các chỉ dẫn lập trình điện tử

ER

Ebge Router

Bộ định tuyến biên

FTTB

Fiber To The Building

Cáp quang tới toà nhà

FTTC

Fiber To The Curb

Cáp quang tới cụm dân cư

FTTH

Fiber To The Home

Cáp quang tới tận nhà

HDTV

High Definition TeleVision

Truyền hình độ nét cao

HIS

High Speed Internet

Internet tốc độ cao

HTML

Hyper Text Markup Language

Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản

HTTP

Hyper Text Transfer Protocol

Giao thức truyền siêu văn bản

IAD

Integrated Access Device

Thiết bị truy nhập tích hợp

IPTV

Internet Protocol TelVision

Truyền hình bằng giao thức
Internet

ISDN

Integrated Services Digital

Mạng số liên kết đa dịch vụ

Network
IGMP

Internet Group Management

Giao thức quản lý nhóm Internet

Protocol
JPEG

Joint Photographic Experts Group

6

Nhóm liên hợp các chuyên gia


đồ hoạ
MAC

Medial Address Control

Điều khiển đỉa chỉ phương tiện

MAN –

Metro Area Network - Ethernet

Mạng vùng đô thị dùng giao thức

E

Ethernet

MoD

Music On Demand

Âm nhạc theo yêu cầu

MPLS

Multi ProtocolLabel Switch

Chuyển mạch nhãn đa giao thức

MPEG

Motion Picture Experts Group

Nhóm chuyên gia hình ảnh động

MMS

Multimedial Messaging Service

Dịch vụ tin nhắn đa phương tiện

NAL

Network Abstraction Layer

Lớp mạng trừu tượng

NGN

Next Generation Network

Mạng thế hệ tiếp theo

NRTS

Non Real Time Services

Dịch vụ truyền thông thời gian
thực

OSI

Open System Interconnection

Kết nối các hệ thống mở

OSS

Operations Support Systems

Hệ thống hỗ trợ khai thác

PC

Personal Computer

Máy tính cá nhân

PSTN

Public Switched Telephone

Mạng điện thoại chuyển mạch

Network

công cộng

PKI

Public Key Infrastructure

Cơ sở hạ tầng khoá công cộng

PPV

Pay Per View

Xem truyền hình trả tiền

PPPoE

Point to Point to Protocol Over
Ethernet

POST

Giao thức điểm tới điểm qua
Ethernet

Plain old Telephone Network

7

Dịch vụ điện thoại truyền thống


PIN

Personal Indentification Number

Số nhận dạng cá nhân

PE

Provider Edge

Thiết bị định tuyến biên phía nhà
cung cấp

PVR

Personal Video Recoder

Máy ghi hình cá nhân

PVC

Permanent VirtualCircuit

Kênh ảo cố định

QoS

Quality Of Service

Chất lượng dịch vụ

RAID

Redundant Array Of Inexpen Sive

Hệ thống đĩa dự phòng

Disks
RM

Real Medial

Mạng thực

RTS

Real Time Service

Dịch vụ truyền thông thời gian
thực

SDK

Software Development Kit

Bộ công cụ phát triển phần mềm

SDH

Synchronous Digital Hierarchy

Phân cấp số đồng bộ

SQL

Structure Query Language

Ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc

STB

Set Top Box

Hộp thu phát đặt nóc

SHDSL

Singe High Digital Speed Line

DSL tốc độ cao trên đường dây
đơn

SR

Service Router

Dịch vụ định tuyến

SSM

Single Segment Message

Bản tin một đoạn

TCP/IP

Transmission Control

Giao thức điều khiển truyền

Protocol/Internet Protocol

dẫn/Giao thức Internet

Type of Service

Loại dịch vụ

ToS

8


TV

TeleVision

Truyền hình

TvoD

TeleVision on Demant

Truyền hình theo yêu cầu

UDP

User Datagram Protocol

Giao thức gói dữ liệu người dùng

VCD

Video Compact Disks

Đĩa nhạc hình

VoD

Video on Demand

Video theo yêu cầu

VoIP

Voice on Internet Protocol

Thoại bằng giao thức Internet

VLAN

Virtual Local Area Network

Mạng ảo cục bộ

WAN

Wide Area Network

Mạng diện rộng

9


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay xu hướng phát triển hội tụ mạng PSTN, mạng số liệu và các
mạng khác đang tồn tại độc lập ở Việt Nam thành mạng NGN là một tất yếu. Tuy
nhiên lộ trình nâng cấp mạng phải trải qua nhiều giai đoạn do có nhiều yếu tố
khác nhau tác động. Xét về góc độ mạng truy nhập, hiện nay cáp đồng vẫn là môi
trường truyền dẫn chính trong mạng truy nhập, chiếm tới khoảng 94%. Mạng
truy nhập cáp đồng truyền thống có nhiều nhược điểm hạn chế khả năng cung
cấp không chỉ các dịch vụ mới, nhất là các dịch vụ băng rộng, mà ngay cả đối với
các dịch vụ truyền thống như thoại. Mặt khác sự thay đổi của cơ cấu dịch vụ là
yếu tố then chốt ảnh hưởng đến sự phát triển của mạng truy nhập. Khách hàng
yêu cầu không chỉ là các dịch vụ thoại/fax truyền thống, mà cả các dịch vụ số
tích hợp, thậm chí cả truyền hình kỹ thuật số độ phân giải cao. Mạng truy nhập
truyền thống rõ ràng chưa sẵn sàng để đáp ứng các nhu cầu dịch vụ này. Trong

khi việc cáp quang hoá hoàn toàn mạng viễn thông chưa thực hiện được vì giá
thành các thiết bị quang vẫn còn cao thì việc tận dụng cơ sở hạ tầng rất lớn này là
rất cần thiết và có lợi. Công nghệ đường dây thuê bao số (xDSL) là một giải pháp
hợp lý trong giai đoạn hiện nay. Trên thế giới nhiều nước đã áp dụng công nghệ
này và đã thu được thành công đáng kể. Ở Việt Nam công nghệ xDSL mà phổ
biến là ADSL cũng đã được triển khai trong những năm gần đây và đã thu được
những thành công nhất định về mặt kinh tế cũng như giải pháp mạng đáp ứng
được nhu cầu của khách hàng.
Để triển khai được công nghệ này thì 1 thiết bị không thể thiếu được đó
chinh là thiết bị DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) là bộ
ghép kênh truy nhập đường dây thuê bao số tập trung. Bộ ghép kênh là một thiết
bị điện tử mã hóa một số tín hiệu số thành một định dạng tín hiệu số xác định để
truyền trên một phương tiện truyền dẫn (chẳng hạn như đôi dây cáp). Bộ ghép
kênh này có nhiệm vụ đảm bảo các dịch vụ đường thuê bao số (DSL) như đường
thuê bao số không đối xứng ADSL trên đôi dây đồng điện thoại. DSLAM là một
thiết bị đặt ở phía tổng đài, là điểm kết cuối của kết nối ADSL.

10


Sau một thời gian nghiên cứu, được sự hướng dẫn tận tình của cô giáo
Ths.Mạc Thị Phượng. Em đã nghiên cứu phương thức truy nhập đương dây thuê
bao số DSLAM trong mạng viễn thông. Tuy nhiên vì thời gian và kiến thức còn
nhiều hạn chế nên bản báo cáo này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót,
em rất mong nhận được sự góp ý giúp đỡ của các thầy cô giáo trong Khoa và các
bạn để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện tốt hơn.
Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 3 chương:
- Chương 1: Tổng quan về công nghệ truy nhập đường thuê bao số xDSL
- Chương 2: Cấu trúc phần cứng thiết bị DSLAM.
- Chương 3: Ứng dụng của DSLAM trong mạng viễn thông

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2012
Sinh viên thực hiện

Lê Anh Quỳnh

11


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP ĐƯỜNG
THUÊ BAO SỐ xDSL
1.1.

Tổng quan về công nghệ xDSL

Ngày nay, nhu cầu của khách hành về các dịch vụ băng rộng đang tăng
nhanh. Khách hàng là các doanh nghiệp thường yêu cầu các dịch vụ băng thông
rộng tương tác như: truy nhập Internet tốc độ cao, hội nghị truyền hình, video
theo yêu cầu. Còn những khách hàng thông thường thì yêu cầu các dịch vụ tương
tác như phim theo yêu cầu, truyền hình số... Những nhu cầu đó đã thúc đẩy các
công ty viễn thông nhanh chóng triển khai các giải pháp phân phối dịch vụ băng
rộng tới khách hàng một cách hiệu quả nhất.
Vấn đề khó khăn nằm trên những Kilomet cuối tới thuê bao sử dụng, các
đôi dây đồng đã được sử dụng từ xưa tới nay để cung cấp các dịch vụ PSTN cho
khách hàng trên khắp thế giới. Mạng truy nhập PSTN chỉ cung cấp một băng tần
thoại hạn hẹp 0,3-> 3,4KHz với tốc độ truyến số liệu tối đa là 56Kbps nên không
đáp ứng được việc truyền tải các khối dữ liệu lớn có nội dung phong phú kèm
hình ảnh sống động. Để giải quyết vấn đề này nhiều kỹ thuật truy nhập băng rộng
đã được đưa ra xem xét.
Kỹ thuật truy nhập mạch vòng cáp đồng hay được gọi là kỹ thuật đường

dây thuê bao số (DSL: Digital Subcriber Line) đã xuất hiện từ đầu những năm
1980. Thực ra đây là một họ các công nghệ thường được gọi là các công nghệ
xDSL, chữ x thể hiện cho các công nghệ DSL khác nhau như: ADSL, HDSL,
VDSL, SDSL...Đây là các kỹ thuật truy nhập điểm tới điểm, nối giữa thuê bao và
tổng đài trung tâm cho phép truyền tải nhiều dạng thông tin như: âm thanh, hình
ảnh qua đôi dây đồng truyền thống. Giải pháp của xDSL là sử dụng dải tần lớn
hơn phía trên dải tần mà dịch vụ thoại sử dụng vì vậy băng thông truyền dẫn cao
hơn. Tại đó, người ta sử dụng các phương pháp mã hóa khác nhau để có thể
truyền được tốc độ dữ liệu lên rất cao. Tốc độ của đường dây xDSL tuỳ thuộc
thiết bị sử dụng, khoảng cách từ tổng đài đến thuê bao, chất lượng tuyến cáp, tốc
độ mã hoá...Thông thường kỹ thuật này cho phép hầu hết khách hàng truyền từ

12


tốc độ 128Kbps tới 1,5Mbps. Với kỹ thuật mới nhất VDSL cho phép truyền số
liệu với tốc độ lên tới 52Mbps theo hướng từ tổng đài đến các thuê bao.
Điểm nổi bật của kỹ thuật xDSL là tận dụng được cơ sở hạ tầng cáp đồng phổ
biến trên thế giới nên nó đã mau chóng chuyển từ giai đoạn thử nghiệm sang thị
trường thương mại rộng lớn đáp ứng nhu cầu phân phối các dịch vụ băng rộng tới
người sử dụng. Điển hình là ở Mỹ, thị trường DSL lớn nhất hiện nay, vào cuối năm
2000 có gần 200 triệu đường dây truy nhập cố định được lắp đặt. Trong đó có 50%
tức gần 100 triệu đường dây cung cấp dịch vụ DSL và người ta ước tính con số này
tăng lên 70% (khoảng 140 triệu đường dây) vào năm 2004. Một trong các lý do phát
triển nhảy vọt của thị trường DSL ở Mỹ là sự kiện sửa đổi điều lệ hoạt động viễn
thông của quốc hội Mỹ vào năm 1996 cho phép các công ty viễn thông cạch tranh
CLEC sử dụng những điều kiện truy nhập như các công ty độc quyền sở hữu mạng
truyền tải nội hạt ILEC để cung cấp các đường truy nhập tốc độ cao cho dịch vụ của
mình. Vì vậy đã tạo cơ hội cho các công ty cạnh tranh thuê cơ sở hạ tầng của ILEC
mà không cần đầu tư xây dựng nên chi phí, dịch vụ giảm xuống thu hút nhiều khách

hàng hơn. Ngoài ra, khi vấn đề đầu tư xây dựng mạng truy nhập sử dụng cáp quang
quá tốn kém thì công nghệ này đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà sản xuất thiết bị
viễn thông, các cơ quan quảng bá phát thanh truyền hình, các nhà khai thác dịch vụ,
các công ty điện thoại nội hạt tạo nên sự cạnh tranh làm giảm chi phí thiết bị và giá
cả dịch vụ. Một yếu tố góp phần thúc đẩy sự phát triển và hoàn thiện công nghệ này
là sự ra đời của các tiêu chuẩn chung cho hoạt động của xDSL do tổ chức viễn thông
quốc tế ITU và nhiều tổ chức tiêu chuẩn, nhóm làm việc khác đưa ra.
Kỹ thuật truy nhập cáp sợi quang có các ưu điểm mạnh so với cáp đồng. Sợi
cáp quang cho phép tín hiệu truyền đi vớí cự ly xa hơn, khả năng chống nhiễu và
xuyên âm tốt, băng tần truyền dẫn rất lớn đảm bảo việc cung cấp các dịch vụ băng
thông tới khách hàng. Như vậy mạng truy nhập cáp quang là đích cuối cùng của
các nhà quản lý và khai thác viễn thông. Tuy nhiên việc xây dựng một mạng truy
nhập sử dụng cáp quang đòi hỏi sự đầu tư ban đầu rất lớn. Việc thay thế toàn bộ cơ
sở hạ tầng sẵn có gồm hàng ngàn đôi dây đồng cùng các hệ thống cống bể chưa sử
dụng hết khấu hao sẽ phải tính vào giá thành cho các dịch vụ mới cung cấp. Hơn

13


nữa nhu cầu sử dụng của mỗi thuê bao không tận dụng hết khả năng của 1 đôi sợi
cáp quang nên sẽ gây lãng phí. Do vậy, phương án lắp đặt cáp quang tới từng cụm
dân cư (FTTC) hoặc tới các toà nhà (FTTB), các trụ sở cơ quan lớn (FTTO) có ý
nghĩa hơn. Tín hiệu số từ các nhà cung cấp dịch vụ truyền qua các tuyến trục chính
tới các tổng đài trung tâm. Từ đây tín hiệu đi theo đường mạng cáp quang tới điểm
phân phối để chuyển đổi sang tín hiệu điện rồi đựơc truyền trên đôi dây cáp đồng
tới thuê bao. Công nghệ VDSL phù hợp với đoạn dây đồng ngắn cho phép truyền
tải luồng thông tin từ phần mạng quang đến các thuê bao là 52Mbps và luồng lên
là 2,3Mbps. Như vậy, việc tồn tại đoạn cáp đồng cuối là một yếu tố thúc đẩy sự
phát triển của công nghệ xDSL. Phương án sử dụng cáp đồng trục để truyền tín
hiệu từ phần kết cuối mạng quang ONU tới thuê bao trong cấu hình HFC cũng

được sử dụng ở nhiều nước (ở Hà nội cũng đang trong giai đoạn thử nghiệm).
Mạng lai ghép quang/cáp đồng trục này sử dụng băng tần từ 0-50MHz cho hướng
lên và 50- 70MHz cho hướng xuống cung cấp gần 100 kênh truyền dẫn tốc độ cao
(6MHz cho mỗi kênh) phân phối các luồng video tương tự, số, thoại, dữ liệu tới
người sử dụng. Tuy nhiên HFC phân phối dữ liệu quảng bá tức là cáp đồng trục có
thể phân phối nhiều kênh video tới một vùng dân cư nhưng cùng một thông tin.
Khi dùng chung cho nhiều người sử dụng thì băng thông của mỗi kênh trong HFC
không cao bằng DSL. DLS phân phối dữ liệu riêng tới từng người sử dụng nên
linh hoạt hơn. Hơn nữa, ở các nước chưa có sẵn mạng cáp đồng trục thì việc xây
dựng hệ thống này cũng đòi hỏi chi phí đầu tư rất cao.
Kỹ thuật truy nhập vô tuyến cung cấp dịch vụ băng rộng có nhiều loại khác
nhau. LMDS – hệ thống phân bố đa điểm nội hạt là một kỹ thuật cung cấp các dịch
vụ đa phương tiện hai hướng gồm cả thoại và số liệu tốc độ cao. Hệ thống này cho
phép những nhà cung cấp dịch vụ ở xa, không có cơ sở hạ tầng có thể cung cấp
một cách truy nhập có hiệu quả kinh tế tới khách hàng. LMDS sử dụng dải tần
1GHz trong băng tần từ 27,5 - 28,35GHz, phạm vi phục vụ trong vòng bán kính 36km. MMDS – hệ thống phân bố đa kênh đa điểm cũng là một loại mạng băng
rộng tương tự LMDS nhưng hoạt động ở tần số 2,4GHz. Hệ thống này có thể cung
cấp 33 kênh TV tương tự tới các thuê bao trong bán kính 40 – 48Km từ trạm phát.

14


Nếu tín hiệu video được số hoá và nén thì số kênh cung cấp có thể lên tới 100 hoặc
150 kênh. Cũng như LMDS, MMDS yêu cầu ăngten thu tại nhà thuê bao phải
trong tầm nhìn thẳng với trạm phát. DBS – hệ thống quảng bá trực tiếp từ vệ tinh
là thế hệ tiếp theo của các dịch vụ truyền hình quảng bá nhờ vệ tinh. Hệ thống
DBS sử dụng kỹ thuật nén MPEC-2 cho tín hiệu video số làm tăng hiệu quả sử
dụng băng tần. Kích thước angten tại nhà khách hàng giảm đi, chất lượng âm thanh
và hình ảnh tốt hơn. Bộ set-top box tại nhà khách hàng ngoài việc chuyển đổi tín
hiệu số sang tương tự còn được trang bị nhiều tính năng thông minh cung cấp

nhiều dịch vụ mới như truyền hình tương tác và thông tin theo yêu cầu. Mạch vòng
thuê bao vô tuyến WLL cũng là một giải pháp được sử dụng ở nhiều nơi trên thế
giới. WLL có ưu điểm là lắp đặt triển khai nhanh chóng, dễ thay đổi cấu hình, lắp
đặt lại ở phía thuê bao, dễ triển khai ở những khu vực có địa hình hiểm trở. Tuy
nhiên chi phí cho một thuê bao vẫn cao hơn so với cáp đồng và dung lượng bị hạn
chế theo dải tần được cung cấp bởi cơ quan quản lý tần số.
Những nhược điểm mà kỹ thuật truy nhập vô tuyến không được lựa chọn
làm giải pháp mạng truy nhập hiện nay là: khó đáp ứng yêu cầu truyền thông 2
chiều, khó triển khai trong vùng đô thị. Các hệ thống LMDS/MMDS thì chịu
nhiều ảnh hưởng của thời tiết dễ hư hại do mưa, bã̉ o, sấm, sét... Để tăng vùng
phủ sóng của hệ thống DBS yêu cầu phải tăng số vệ tinh tuy nhiên vị trí của
chúng là một vấn đề khó khăn cho các nhà cung cấp dịch vụ, giá thành vệ tinh
cao. Các hệ thống này còn thiếu các chuẩn chung nên không thể mua một đĩa vệ
tinh của một hãng để sử dụng với một hệ thống khác. Thậm chí cùng với một
hãng cũng phải mua các đĩa vệ tinh khác nhau cho các dịch vụ số liệu và truyền
hình quảng bá. WLL chỉ đem lại nhiều ưu điểm khi triển khai ở những vùng dân
cư thưa thớt, tận dụng được những trạm gốc đã có sẵn.
Với lợi thế tận dụng được mạng lưới cáp đồng đang tồn tại rộng khắp trên
thế giới, không đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu quá lớn với các kỹ thuật đang ngày
càng hoàn thiện nhằm cung cấp cho khách hàng mọi dịch vụ băng rộng theo yêu
cầu với giá cả hợp lý nên công nghệ xDSL đang thực sự trở thành sự lựa chọn số
1 cho các nhà cung cấp dịch vụ trong tương lai hiện nay.

15


xDSL là một họ công nghệ đường dây thuê bao số gồm nhiều công nghệ có
tốc độ, khoảng cách truyền dẫn khác nhau nên được ứng dụng vào các dịch vụ
khác nhau. Bảng dưới đây sẽ liệt kê các loại công nghệ và tính chất của từng loại.
Theo hướng ứng dụng của các công nghệ thì có thể phân thành 3 nhóm

chính như sau :
 Công nghệ HDSL truyền dẫn hai chiều đối xứng gồm HDSL/HDSL2
đã được chuẩn hoá và những phiên bản khác như: SDSL, MDSL, IDSL.


Công nghệ ADSL truyền dẫn hai chiều không đối xứng gồm

ADSL/ADSL. Lite (G.Lite) đã được chuẩn hoá và các công nghệ khác như
CDSL, Etherloop,


Công nghệ VDSL cung cấp cả dịch vụ truyền dẫn đối xứng và không

đối xứng.
1.2.

Lịch sử phát triển ADSL
Khái niệm ban đầu của ADSL xuất hiện từ năm 1989, từ J.W.Lechleider và

những người khác thuộc Bellcore. Sự phát triển ADSL bắt đầu ở trường đại học
Stanford và phòng thí nghiệm AT&T Bell Lab năm 1990. Mẫu ADSL đầu tiên
xuất hiện vào năm 1992 ở phòng thí nghiệm Bellcore, sản phẩm ADSL đầu tiên
được thử nghiệm vào năm 1995. Vào tháng 10 năm 1998, ITU thông qua bộ tiêu
chuẩn ADSL cơ bản. Khuyến nghị G922.1 chi tiết ADSL full-rate.
Ban đầu ADSL được nghiên cứu ở tốc độ 1.5 Mbps thu và 16 kbps phát cho
ứng dụng MPEG-1 quay số video (VDT). Một số thành viên trong nghành công
nghiệp này gọi đây là ADSL1. Sau đó, ADSL2 được đưa ra cho phép 2 dòng
MPEG-1 đồng thời được truyền tốc độ cao hơn 3 Mbps thu và 16 kbps phát .
Vào năm 1993, sự quan tâm hướng về ADSL3 với 6 Mbps thu và ít nhất 64
kbps phát hỗ trợ video MPEG2. Tiêu chuẩn ADSL ANSI T1.413 phiên bản 1

phát triển vượt ra khỏi khái niệm ADSL3. Thuật ngữ ADSL1, ADSL2, và
ADSL3 ít được sử dụng sau khi tiêu chuẩn ANSI T1.413 thông qua.
Tiếp theo đó dường dây thuê bao số tốc độ điều chỉnh (RADSL) là thuật ngữ
áp dụng cho hệ thống ADSL có khả năng xác định dung lượng truyền của mỗi mạch
vòng một cách tự động và sau đó hoạt động ở tốc độ cao nhất phù hợp với mạch

16


vòng đó. Tiêu chuẩn ANSI T1.413 cung cấp khả năng hoạt động tốc độ điều chỉnh.
Điều chỉnh tốc độ thực hiện khi thiết lập đường dây, với giới hạn chất lượng tín hiệu
thích hợp để đảm bảo rằng tốc độ đường dây thiết lập có thể duy trì trong những
thay đổi danh định trên đặc tính truyền của đường dây. Do đó RADSL sẽ tự động
cung cấp tốc độ bit lớn hơn trên mạch vòng có đặc tính truyền dẫn tốt hơn (suy hao
ít hơn, nhiễu ít hơn). RADSL hỗ trợ tốc độ thu tối đa trong phạm vi từ 7 đến 10
Mbit/s và tốc độ phát tối đa trong phạm vi từ 512 đến 900 kbit/s. Trên những mạch
vòng dài (5.5 km hoặc lớn hơn). RADSL có thể hoạt động ở tốc độ thu thấp nhất
khoảng 512 kbps và 128 kbps phát. RADSL mượn khái niệm tốc độ điều chỉnh từ
modem trong băng thoại. RADSL có lợi ích của một phiên bản thiết bị có thể đảm
bảo tốc độ truyền dẫn cao nhất có thể cho mỗi mạch vòng và cũng cho phép hoạt
động trên những mạch vòng dài ở tốc độ thấp hơn.
1.3.

Công nghệ ADSL
ADSL là viết tắt của Asymmetric Digital Subscriber Line - đó là đường

thuê bao số không đối xứng, là kỹ thuật truyền được sử dụng trên đường dây từ
Modem của thuê bao tới Nhà cung cấp dịch vụ.
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 chiều lên

(từ thuê bao tới mạng). Ðiều này phù hợp một cách tuyệt vời cho việc khai thác dịch
vụ Internet khi mà chỉ cần nhấn chuột (tương ứng với lưu lượng nhỏ thông tin mà thuê
bao gửi đi) là có thể nhận được một lưu lượng lớn dữ liệu tải về từ Internet.
Digital: Các Modem ADSL hoạt động ở mức bit (0 & 1) và dùng để
chuyển thông tin số hoá giữa các thiết bị số như cHiểu một cách đơn giản nhất,
ADSL là sự thay thế với tốc độ cao cho thiết bị Modem hoặc ISDN giúp truy
nhập Internet với tốc độ cao và nhanh hơn. ADSL là công nghệ thông tin băng
rộng mới cho phép truy nhập tốc độ rất cao tới Internet và mạng thông tin số liệu
bằng cách sử dụng đường dây điện thoại sẵn có tại nhà. ADSL vượt trội các
Modem điện thoại thông thường ở mọi khía cạnh. Các biểu đồ sau chỉ ra các tốc
độ cao nhất có thể đạt được giữa các dịch vụ cung cấp.

17


Subscriber Line: ADSL tự nó chỉ hoạt động trên đường dây thuê bao bình
thường nối tới tổng đài nội hạt. Ðường dây thuê bao này vẫn có thể được tiếp tục
sử dụng cho các cuộc gọi đi hoặc nghe điện thoại cùng một thời điểm thông qua
thiết bị gọi là "Splitters" có chức năng tách thoại và dữ liệu trên đường dây.
ADSL là kỹ thuật truyền thông băng rộng sử dụng đường cáp đồng điện thọai
sẳn có tại nhà khách hàng để truy nhập internet tốc độ cao. Khái niệm ADSL xuất hiện
từ năm 1989 tại Mỹ, ADSL bắt đầu thử nghiệm vào năm 1995 và phát triển đến nay.
ADSL truyền dữ liệu có tốc độ của luồng dữ liệu xuống (downsttream)
nhanh hơn tốc độ truyền của luồng dữ liệu lên (upstream).
Hiểu một cách đơn giản nhất, ADSL là sự thay thế với tốc độ cao cho thiết
bị Modem hoặc ISDN giúp truy nhập Internet với tốc độ cao và nhanh hơn. ADSL
là công nghệ thông tin băng rộng mới cho phép truy nhập tốc độ rất cao tới
Internet và mạng thông tin số liệu bằng cách sử dụng đường dây điện thoại sẵn có
tại nhà. ADSL vượt trội các Modem điện thoại thông thường ở mọi khía cạnh. Các
biểu đồ sau chỉ ra các tốc độ cao nhất có thể đạt được giữa các dịch vụ cung cấp.

Hình 1.1 So sánh tốc độ truy cập Internet giữa ADSL với ISDN và Modem
thoại thông thường
1.4.

Chức năng các thành phần trong ADSL

Hình 1.2 Các thành phần trong ADSL

18


1.4.1 Modem ADSL
Modem ADSL có thể
th là thiết bị đứng độc lập hoặcc là or PC-card
PC
(Line
Card to be inserted in DSLAM at Central Office)
Office). Nó cung cấp
p truy nhập
nh dữ liệu
tốc độ cao cho khách hàng qua ATU-R.
ATU
Modem được cấp nguồn từ
ừ bộ biến đổi
DC hoặcc AC bên ngoài (tr
(trừ PC-card được cấp nguồn từ PC, USB modem được
đư
cấp nguồn từ USB port)
Các giao diện

n khách hàng thông thư
thường:
–

10/100BaseT Ethernet.

–

ATM-F
F 25 Mbps.

–

V.35.

–

USB (Universal Serial Bus) (Power drawn from USB bus).

Modem ADSL kếết nối vào đường dây điện thoại (còn gọii là local loop) và
đường dây này nối tớii thi
thiết bị tổng đài nội hạt. Modem ADSL sử dụng
d
kết hợp
một loạt các kỹ thuật xử
ử lý tín hiệu tiên tiến nhằm đạt được tốc độ
ộ băng thông
cần thiết trên đường
ng dây điện
đi thoại thông thường với khoảng

ng cách tới
t vài km
giữa thuê bao và tổng
ng đài nội
n hạt.
Modem ADSL hoạt
ho động bằng cách vận
n hành cùng lúc nhiều
nhi Modem,
trong đó mỗi Modem sử dụng phần băng thông riêng có thể.

Hình 1.3 Mô phỏng
ỏng việc sử dụng băng thông của Modem ADSL
Sơ đồ trên đây ch
chỉ mô phỏng một cách tương đối,
i, nhưng qua đó ta có thể
nhận thấy ADSL sử dụng
ng rất
r nhiều Modem riêng lẻ hoạt động
ng song song để
đ khai
thác băng thông tốii đa và cung ccấp một tốc độ rất cao.
Mỗi đường kẻ sọcc đen ở trên thể hiện một Modem và chúng hoạạt động tại các
tần số hoàn toàn khác nhau. Trên thực
th tế có thể tới 255 Modem hoạtt động
đ
trên một
đường ADSL. Ðiểm đặcc biệt
bi ở chỗ ADSL sử dụng dải tần số từ 26kHz tới
t 1.1MHz

19


trong 10MHz của băng thông thoại. Tất cả 255 Modems này được vận hành chỉ trên
một con chíp đơn. Lượng dữ liệu mà mỗi Modem có thể truyền tải phụ thuộc vào các
đặc điểm của đường dây tại tần số mà Modem đó chiếm. Một số Modem có thể không
làm việc một chút nào vì sự gây nhiễu từ nguồn tín hiệu bên ngoài chẳng hạn như bởi
một đường dây (local loop) khác hoặc nguồn phát vô tuyến nào đó. Các Modem ở tần
số cao hơn thông thường lại truyền tải được ít dữ liệu hơn bởi lý do ở tần số càng cao
thì sự suy hao càng lớn, đặc biệt là trên một khoảng cách dài.
Modem ADSL trên thực tế gồm 2 loại cơ bản:
Modem ADSL thông minh bản thân nó đã tích hợp sẵn các giao thức
truyền thông cần thiết (Như thiết bị Modem ADSL Router hoặc Modem được sử
dụng kết nối qua cổng Card Ethernet 10/100Mb) nên chỉ việc lựa chọn và khai
báo VPI/VCI cho Modem.
Modem ADSL thụ động thì phải hoạt động dựa trên hệ điều hành của máy
tính để cung cấp các giao thức cần thiết. Các loại Modem này bắt buộc phải cài
đặt phần mềm điều khiển Modem và thiết lập các giao thức PPP, VPI/VCI. Việc
cấu hình như vậy đòi hỏi phức tạp và thời gian nhiều hơn. Chỉ có Windows
98SE, Windows ME và Windows 2000/XP là có cài sẵn cơ chế thực thi ATM, vì
thế người ta ít sử dụng các Modem thụ động trên thực tế.
Mặc dù các Modem thông minh có hỗ trợ các giao thức cần thiết nhưng
chúng vẫn có thể được dùng cho các hệ điều hành nói trên. Các Modem thụ động
có thể nối với PC thông qua giao diện USB, hoặc có thể được sản xuất dưới dạng
PCI Card để cắm thẳng trên bảng mạch chủ của PC
Việc khai thác giao thức ATM không có nghĩa là cần phải có Card mạng
ATM cho PC - đó chỉ là cơ chế hỗ trợ bằng phần mềm trong hệ điều hành.

Hình 1.4 Kết nối Modem ADSL

20


1.4.2 Mạch vòng/Local Loop
'Local loop' là thuật ngữ dùng để chỉ các đường dây bình thường nối từ vị
trí người sử dụng tới công ty.
Nguyên nhân xuất hiện thuật ngữ local loop - đó là người sử dụng được kết nối
vào hai đường dây mà nếu nhìn từ tổng đài thì chúng tạo ra một mạch vòng local loop.
1.4.3 Các thành phần ADSL từ phía nhà cung cấp dịch vụ

Hình 1.5 Các thành phần cơ bản của mạng ADSL
Phạm vi Nhà cung cấp dịch vụ gồm có các thành phần quan trọng:
 Bộ tập hợp truy cập Aggregator.
 DSLAM - DSL Access Multiplexer.
 BRAS - BRoadband Access Server.
 POTS spliter hay CO Spliter.
 ISP - Internet Service Provider.


Bộ tập hợp truy cập Aggregator
Bộ tập hợp truy cập là thiết bị có nhiệm vụ tập trung các kết nối về trung

tâm theo phương thức giảm thiểu kết nối logic. Aggregator tập trung các kết nối
logic (các PVC) đến từ các DSLAM rồi tổng hợp lại thành một hoặc một vài
PVC để truyền tải qua mạng trục tới kết cuối thứ hai của các kết nối logic đó
(ISP, headquarter, offices.v.v). Nếu không sử dụng Aggregator thì với nxPVC
đến từ n thiết bị đầu cuối sẽ chiếm nxPVC trên mạng trục.
Thông qua Aggregator, nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung cấp cho khách hàng
các dịch vụ DSL như truy cập internet tốc độ cao, kết nối mạng riêng ảo, Video
on Demand, Video Broadcast, e-learning,..vv.

-

Khả năng xử lý cao tương xứng với vai trò là bộ tập trung, chấp nhận

được hàng ngàn kết nối tới từ phía khách hàng.

21


-

Hỗ trợ ATM, MPLS, IP, QoS, CoS, L2TP

-

Hỗ trợ khả năng xếp chồng, phân nhánh cho phép triển khai linh hoạt cấu

hình mạng khi cần thiết.
-

Khả năng tương thích với các dòng sản phẩm của các hãng khác.
Vai trò của Aggregator là tập hợp tất cả các kết nối ảo logic vào trong

một điểm logic, điều này cũng đồng nghĩa với Aggregator tập hợp tất các các
phiên PPP vào một điểm sau đó mới dồn lên UP-link tới mạng trục. Về căn bản
mỗi thuê bao có một phiên PPP tuy nhiên số lượng kết nối PPP là không giới hạn
trên mỗi kết nối DSL. Với đặc tính này cho phép khách hàng khác nhau trong
cùng một văn phòng chia sẻ cùng một đường xDSL để đi ra ngoài mạng Internet.
Các phiên PPP được xác thực (Authentification) sau đó được kết thúc tại
Aggregator. Thiết bị Aggregator có thể là một thiết bị định tuyến đa chức năng,

hoặc là một thiết bị mạng chuyên được thiết kế cho việc tập hợp các băng rộng.
Aggregator có thể thực hiện việc xác thực Authentification, Cấp phép
(Authorization) hay tính toán (Accounting) bởi một RADIUS server đặt trên
mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Sau khi được xác thực, Aggregator sẽ thiết lập
một liên nối (route) từ nhà khách hàng đến nhà cung cấp dịch vụ Internet. Các
thiết bị Aggregator có thể được đặt bên cạnh thiết bị DSLAM ngay tại các POP
cung cấp dịch vụ hoặc có thể được đặt tịa khu vực trung tâm vùng và kết nối đến
các DSLAM ở mức dưới thông qua giao tiếp WAN. Các thiết bị Aggregator sẽ
kết hợp với hệ thống RADIUS đặt tại Trung tâm điều hành cho phép quản lý
AAA cho các khách hàng DSL như phương pháp truy cập Internet bình thường.

Hình 1.6 Bộ truy cập Aggregator
22


Bộ ghép kênh truy cập DSLAM
DSLAM là bộ
ộ ghép k
kênh có chức
ức năng trực tiếp cung cấp cổng kết nối tới
khách hàng. Đây là thiết
ết bị tập trung các đường
đ
thuê bao riêng lẻẻ để đẩy lên
l mức
trên và ngược lại.
Một thiết bị DSLAM có thể
th tập hợp nhiều kết nốii thuê bao ADSL - có thể
nhiều tới hàng trăm thuê bao - và tụ lại trên một kết nốii cáp quang. Sợi
S cáp quang

này thường được nối tớii thiết
thi bị gọi là BRAS - Broadband Access Server, nhưng
nó cũng có thể không nố
ối trực tiếp tới BRAS vì BRAS có thể đượcc đặt
đ tại bất cứ
đâu.

Hình 1.7 Mô hình kết
k nối các thành phần ADSL cơ bản
DSLAM là thiếtt bị
b đặt ở phía tổng đài, là điểm cuối của kết nố
ối ADSL. Nó
chứa vô số các Modem ADSL b
bố trí về một phía hướng tớii các mạch
m
vòng và
phía kia là kết nốii cáp quang.
Bộ ghép kênh
ênh truy ccập phải đạt được một số yêu cầu sau:


Hỗ
ỗ trợ MPLS, IP routing QoS cho phép triển khai nhiều loại ứng

dụng
ụng qua xDSL
xDSL.


Hỗ

ỗ trợ nhiều chuẩn DSL: ADSL, SDSL, IDSL, RADSL, VDSL.v..



Khảả năng tương
t
tương thích với
ới nhiều loại thiết bị đầu cuối khách

hàng DSL CPE ccủa nhiều hãng sản
ản xuất mở ra cho khách hàng
h
nhiều
khảả năng lựa chọn thiết bị đầu cuối.


Hỗ
ỗ trợ đa dạng các loại giao tiếp up-link
up
băng rộng
ộng DS3/E3,

OC3/STM-1,
1, ..vv.


Các giao diện
di mạng thông thường: ATM/STM-1,
1, 34 Mbps
Mb E3, n x

2 Mbps (E1) và Ethernet 10/100BaseT.

23




Khả năng ứng dụng các kỹ thuật phân nhánh, xếp chồng...vv cho

phép triển khai linh hoạt khi thay đổi cấu trúc mạng.
Cấu hình nhiều khe cắm có thể lựa chọn. Có các khe cắm cho các card ATU-C
và bộ chia (POTS/ISDN), khe cho card quản lý, có 1-2 khe cho cấp nguồn.
Vì ADSL kết nối trực tiếp đến Local Loop, ngoài ra vì khoảng cách giới
hạn của các Loop trong công nghệ DSL do đó các DSLAM thường được đặt tại
các CO. DSLMA là thiết bị không chịu lỗi Single-Point-of-Failure cho một số
khách hàng lớn trực thuộc khu vực. DSLAM cũng thường được đặt tại các khu
vực CO không có người quản lý kỹ thuật do đó hầu hết các nhà sản xuất thiết bị
này phải chế tạo ra các sản phẩm có khả năng chịu lỗi rất cao nhằm giảm thiểu
các sự cố về mạng. Các tiêu chuẩn sau cần được hỗ trợ :
- ANSI T1.413 Issue2 (ADSL over POTS).
- ITU G.992.1 Annex A.
- ITU G.992.2(Glite).
- ITU G.994.1(G.hs).


Thiết bị BRAS
Broadband Access Server (BRAS) là thiết bị đặt giữa DSLAM và POP của

ISP. Một thiết bị BRAS có thể phục vụ cho nhiều DSLAM. Các giao thức truyền

thông được đóng gói để truyền dữ liệu thông qua kết nối ADSL, vì vậy mục đích
của BRAS là mở gói để hoàn trả lại các giao thức đó trước khi đi vào Internet. Nó
cũng đảm bảo cho kết nối của chúng ta tới ISP được chính xác giống như khi
chúng ta sử dụng Modem quay số hoặc ISDN. ADSL không chỉ rõ các giao thức
được sử dụng để tạo thành kết nối tới Internet. Phương pháp mà PC và Modem sử
dụng bắt buộc phải giống như BRAS sử dụng để cho kết nối thực hiện được.


CO Splitter (POTS splitter)
Để phân chia dải tần của thoại truyền thống và ADSL và được đặt trong

DSLAM hoặc bên ngoài đi kèm với DSLAM trong quá trình cung cấp dịch vụ.
Thiết bị này cung cấp:


Lọc thông cao giữa đường dây cáp đồng và nút điện thoại.



Lọc ra tín hiệu POT/ISDN tần số thấp.

24




Chặn các impulse noise từ điện thoại hoặc công tắc trong modem

ADSL do chuông, nhịp chuông, nhấc máy và thay đổi trở kháng.


Lọc thông thấp giữa cáp đồng và nút ADSL.



Lọc tín hiệu tần số cao.



Chặn các tín hiệu modem ADSL đi vào máy điện thoại làm giảm

chất lượng đường dây (ví dụ: handset, fax, voiceband, modem etc.)



Tích cực hoặc thụ động.

ISP ( Internet Service Provider)
Nhà cung cấp dịch vụ Internet ( WWW, email, ftp, telnet...). Ở Việt Nam

hiện nay có các nhà cung cấp dịch vụ Internet như: VDC, FPT, NetNam...


CPE-Splitter
Kết nối ADSL sử dụng hai bộ splitter khác nhau, một tại DSLAM và một

tại nhà phía khách hàng để chia tách thông tin của tín hiệu thọai truyền thống và
dịch vụ ADSL. Cấu trúc của hai bộ này không giống nhau. Bộ thiết bị CPE
Splitter còn gọi là Remote POTS splitter (tại nhà khách hàng). CPE Splitter có ba
giao tiếp RJ-11: Một dành cho kết nối với local loop, một cho kết nối DSL CPE,

một cho kết nối với máy điện thoại.

Hình 1.8 Kết nối CPE-Splitter
1.5.

Cơ chế hoạt động với ADSL
ADSL tìm cách khai thác phần băng thông tương tự còn chưa được sử

dụng trên đường dây nối từ thuê bao tới tổng đài nội hạt. Ðường dây này được
thiết kế để chuyển tải dải phổ tần số (frequency spectrum) chiếm bởi cuộc thoại
bình thường. Tuy nhiên, nó cũng có thể chuyển tải các tần số cao hơn dải phổ
tương đối hạn chế dành cho thoại. Ðó là dải phổ mà ADSL sử dụng.

25