Tìm hiểu công nghệ ADSL

Lời nói đầu
Những năm đầu của thế kỉ XXI, đợc coi là kỷ nguyên của công nghệ
thông tin, thông tin học có ý nghĩa đến sự thành công và phát triển của một
quốc gia.
Trong giai đoạn công nghiệp hoá - hiện đại hoá, nhu cầu tìm kiếm và trao
đổi thông tin đã làm cho mạng Internet ra đời. Các cơ quan, tổ chức đều nhận
thức đợc tính u việt của xử lý thông tin qua mạng. Kết nối mạng không thể
thiếu cho các hoạt động xã hội nói chung và công nghệ thông tin nói riêng.
Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ ADSL ra đời
đã đáp ứng cho việc xử lý thông tin một cách thuận tiện nhanh chóng, chính xác
và đạt hiệu quả công việc cao.
Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp hệ Kỹ thuật viên, chúng tôi nghiên cứu
về : Công nghệ ADSL .
Đồ án đợc bố cục làm 4 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 theo phạm vi địa lý (LAN và WAN). Đặc biệt là mạng WAN, vì đó
là công nghệ nền tảng của 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 Tình hình phát triển ADSL tại Việt Nam, trong chơng này
trình bày sự phát triển của ADSL cũng nh những khó khăn mà các nhà cung
cấp dịch vụ ADSL gặp tại nớc ta.
Chơng 4 Kết luận, trong chơng này đa ra những nhận định, đánh giá về
công nghệ ADSL và hớng phát triển của công nghệ này.

1


Chơng 1
Công nghệ nền tảng của ADSL

Chúng ta có thể nghĩ đến Internet nh là những mạng xơng sống đợc tạo ra
và quản 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 nối mạng 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
giao thức trên thành 3 lớp: TCP/IP duy nhất liên quan đến tầng mạng, tầng vận
chuyển và tầng 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 phép kết 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
Việt Nam gồm có: Ethernet LANs, Token Ring LANs, Wireless LANs và
ATM LANs. Trong phần này chúng ta tìm hiểu loại công nghệ đầu tiên, còn
công nghệ ATM LANs sẽ đợc tìm hiểu thêm trong phần tìm hiểu công nghệ
ATM ở phần sau.
1.1.1. Công nghệ Ethernet và IEEE 802.3
1.1.1.1. Cấu trúc gói số liệu
Công nghệ Ethernet là phát minh của ba tập đoàn Xerox, DEC và Intel từ
đầu những năm 1970. Ethernet là công nghệ mạng cục bộ đợc tổ chức kết nối
theo dạng đờng thẳng (Bus), sử dụng phơng pháp điều khiển truy nhập ngẫu
nhiên CSMA/CD với tốc độ trao đổi số liệu 10 Mbps. Công nghệ Ethernet đợc
các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ở châu Âu và Mỹ quy chuẩn với tên là IEEE
802.3.

2

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

9,6 às

min: 64 Byte, max: 1518 byte

SFD

Preamble

DA

SA

6

2

TYPE

Infomation

FCS

Preamble

1010...10.10.11
byte

7

1

6

>46

4

Cấu trúc gói số liệu Ethernet

Included in FCS

min: 64 Byte, max: 1518 byte

Preamble

SFD

DA

SA

LEN

6

6

2

Infomation

9,6
às

FCS

Preamble

1010...1010..11
byte

7

1

>46

4

Cấu trúc gói số liệu IEEE 802.3

Hình 1.1: Cấu trúc gói số liệu Ethernet và IEEE 802.3
Ethernet định nghĩa trờng loại số liệu (TYPE), cho biết số liệu trong trờng số liệu (Information Field) thuộc giao thức ở mức mạng trong khi IEEE
802.3 định nghĩa trong trờng độ dài (LEN) của gói số liệu. Trờng Preamble và
SFD gồm chuỗi bit 1010..10 phục vụ việc đồng bộ cho đơn vị điều khiển nhận.

3


Với hai bit cuối cùng của trờng SFD là 11 vi phạm mẫu chuỗi bit đồng bộ,
cho biết khởi đầu phần tiêu đề của 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 định là 9,6às, cần thiết cho
đơn vị điều khiển thu xử lý nội bộ và chuẩn bị thu gói số liệu 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
hạn chế 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 hạn dung lợngbộ nhớ đệm phát và thu.
1.1.1.2. Nguyên tắc hoạt động
Lu đồ điều khiển truy nhập mạng Ethernet và quá trình phát, thu số liệu
đợc mô tả trong hình 1.2

4


TxM
Assemble
Frame

Deferring
On?

Stat TxM

NO

YES

Collision
?
NO

TxM
YES

Send JAM

don
e?
Iner, attempts

TxM OK
YES

Too
many
Attempts
?

Collision Error

Calo,Backoff

Wait Backoff

Transmitt procedure

5

NO


RxM
Start receiving

NO

Receiv
e
Done ?
YES
YES

Frame too
smal ?
NO
YES

Address
OK ?

NO

FCS OK ?

YES
NO

NO
LEN OK ?

Extra bit ?

NO

YES

Diasemble
Frame

Align Error

CRC Error

LEN Error

RxM done
OK

Receive procedure

H×nh 1.2. Lu ®å ®iÒu khiÓn truy nhËp m¹ng Ethernet

6


Quá trình phát bắt đầu bằng việc chuẩn bị gói số liệu cần phát trong bộ
nhớ đệm phát. 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 đột truy nhập (Collision), chuỗi bit đặc biệt JAM
( jamming sequence) đợc phát để thông báo trạng thái xung đột truy nhập cho
các trạm khác trong mạng biết. Nếu số lần xung đột truy nhập vợt quá giới hạn
cho phép là 16 (nhờ bộ đếm xung đột truy nhập riêng), quá trình phát đợc kết
thúc với thông báo lỗi Xung đột truy nhập. Trong trờng 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,
thời gian chờ để kiểm tra kênh và phát lại khi có xung truy nhập tăng theo tỷ lệ
thuận theo hàm số mũ với số lần truy nhập và nh vậy, làm tăng thời gian truy
nhập mạng, đặc biệt 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 với các ứng dụng thời gian thực mà ở đó đòi hỏi thời
gian truy nhập mạng xác định là yêu cầu khắt khe nhất.
Quá trình thu kết thúc với việc kiểm tra độ dài gói số liệu thu đợc. Nếu độ
dài gói số liệu ngắn hơn độ dài tối thiểu quy định (64 byte), nghĩa là quá trình
phát có lỗi (ví dụ xung đột truy nhập), thì gói số liệu bị loại bỏ và quá trình
đồng bộ để thu gói tiếp theo đợc khởi động. điều này cũng xảy ra khi địa chỉ
đích không trùng với địa chỉ nguồn của địa chỉ thu. Gói số liệu thu đợc chỉ đợc
ghi vào bộ nhớ đệm thu sau khi khẳng định các byte kiểm tra FCS đúng. Trong
trờng hợp ngợc lại, các thông báo lỗi thu, 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 đổi dữ liệu.

1.1.1.3. Hình thức kết nối vật lý
Sau đây là tóm tắt các đặc trng kết nối vật lý của công nghệ mạng Ethernet

7


Max. 500m

Max .185m

Max .2.5m

0.5m

Max.50m
ES
ES

ES

ES

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

Hub
Max.4 Hub

ES

ES

100m

ES

ES

Hình 1.5: Ethernet sử dụng cáp điện thoại 10 BASE-T
Các tiêu chuẩn kết nối vật lý này cho thấy sự tiến triển của công nghệ
mạng Ethernet 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 kim UTP
(Unshield Twisted Pair), với phạm vi tín hiệu lên tới 500m, topo mạng
hình sao.
10BASE2: tốc độ 10Mb/s, dùng cáp đồng trục thin-cable với trở
kháng 50 Ohm, phạm vi tín hiệu 200m,topo mạng dạng bus.

8


10BASE-T: tốc độ 10Mb/s, dùng cáp đồng trục thick-cable (đờng
kính 10mm) với trở kháng 50 Ohm, phạm vi tín hiệu 500m, topo mạng
dạng bus.
10BASE-FL: dùng cáp quang, tốc độ 10Mb/s phạm vi cáp 2000m
1.1.1.4. CSMA/CD: Đa truy xuất cảm nhận sóng mang có phát hiện xung đột
Trên mạng Ethernet, ở một thời điểm chỉ một hoạt động truyền đợc phép.
Mạng Ethernet 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 đợc node tiếp nhận và kiểm tra. Khi tín hiệu đi đến cuối đoạn,

thiết bị kết cuối (terminator) hấp thụ để ngăn chặn sự phản hồi ngợc lại trên
đoạn mạng.
A

B

C

D

D

B and C

Application

Application

Presentation

Presentation

Session

Session

Transport

Transport

Netword

Netword

Data Link

Data Link

Physical

Physical

Hình 1.6: Hoạt động của Ethernet /802.3

9


Khi một máy trạm muốn truyền tín hiệu , máy trạm sẽ kiểm tra trên mạng
để xác 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 gởi tín hiệu máy trạm sẽ kiểm tra mạng để đảm bảo không có máy trạm
khác đang truyền vào thời điểm đó. Có khả năng hai máy trạm cùng xác định
mạng không bị bận và sẽ truyền vào thời điểm xấp xỉ nhau. Nếu điều này sảy
ra thì sẽ gây ra xung đột nh minh hoạ ở của hình 1.7.

Xung đột
A

JAM

B

JAM

JAM

C

JAM

JAM

D

JAM

JAM

hình 1.7 Xung đột giữa máy trạm
Khi tất cả node đang truyền mà phát hiện ra xung đột, node truyền đi một
tín hiệu 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 chọn ngẫu 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 khác nhau, một máy trạm sẽ thực hiện lần gởi
kế thành công.
1.1.1.5. Fast Ethernet

10

Để truyền các loại dữ liệu lớn hay phức tạp chúng ta sử dụng giao thức
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 tăng lên từ 10 Mbps đến 100 Mbps. Để cho CSMA/CD làm việc,
chúng ta có hai sự lựa chọn: 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 cấu kéo theo sự bổ sung ở phía trên. Nếu dữ liệu
đợc gửi đi không đủ dài, thì chúng ta cần phải tăng thêm bytes. Fast Ethernet
có các tùy chọn khác: miền va chạm có đợc giảm bớt 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 dụng những phơng pháp
báo hiệu và phơng tiện truyền thông khác nhau để đạt đợc tốc độ truyền dữ
liệu 100 Mbps.
1.1.1.6. Sự thực thi Fast Ethernet:
Fast Ethernet có thể lựa chọn loại 2 dây (two-wire) hoặc loại 4 dây (fourwire) 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 loại cáp cặp xoắn (100BASE-T4).
1.1.1.7. Gigabit Ethernet
Muốn truyền tải các loại dữ liệu cao hơn 100mbps thì phải dùng 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 lựa
chọn, một lần nữa, giảm bớt sự xung đột miền hoắc làm tăng thêm cực tiểu độ
dài kết cấu. Không thể chấp nhận đợc sự xung đột miền trong khoảng 25m.
1.1.1.8. Sự thi hành Gigabit Ethernet
Gigabit Ethernet có thể phân chia thành một trong hai loại sử dụng loại 2
dây hoặc 4 dây. Loại 2 dây đợc dùng trong 1000BASE-X. Với sự phát triển
của loại sợi cáp quang học laze sóng ngắn báo hiệu (1000BASE-SX). Những
sợi cáp quang học laze sóng dài phát báo hiệu (1000BASE-LX), và phát triển

thêm loại cáp xoắn (1000BASE-CX). Loại 4 dây sử dụng các cặp cáp xoắn
(1000BASE-T).

11


1.1.2. Công nghệ mạng Token Ring
Công nghệ mạng Token Ring dựa trên tổ chức kết nối theo dạng đờng
tròn, sử dụng 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 đờng tròn theo một chiều nhất định. Tốc độ trao đổi
số liệu là 4 Mbit/s và 16 Mbit/s. Token Ring đợc phát minh từ phòng thí
nghiệm của công ty IBM ở Thuỵ Sỹ và đợc quy chuẩn với tên là IEEE 802.5
1.1.2.1. Cấu trúc gói số liệu
Cấu trúc gói số liệu Token Ring đuợc mô tả chi tiết trong hình dới. Sau
dây là mô tả ý nghĩa các trờng:
- SD(Start Delimiter): SD = J K 0 J K 0 0 0- Giới hạn đầu của gói số
liệu, bao gồm các mẫu ký tự (symbols) J và K. Việc mã hoá J và K phụ
thuộc vào phơng pháp điều chế tín hiệu cụ thể ở mức vật lý (differential
mancherter encoding).
SFS

Included in FCS

SD
1

1

AC

1

6

FC DA SA
6

EFS

Information

n*

4

1

FCS ED FS
1

Byte

Hình 1.8.1:Cấu trúc gói số liệu IEEE 802.5
I
/G

U

14 bit Ring
No.

/L

32 bit
Host

Hình 1.8.2: Cấu trúc địa chỉ
S
D

A
C

E
D

1

1

1

Byte

Hình 1.8.3 : Cấu trúc thẻ bài (ToKen)
- AC (Acces control): AC = P P P T M R R R- Trờng điều khiển truy nhập
12

+ 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
động của 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 số liệu MAC
+ Z..Z: Mã lệnh đối với gói số liệu LLC.
- ED (End Delimiter): ED = J K 1 J K 1 1 E" chỉ giới hạn cuối của gói 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
cuối trong 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 địa chỉ nhóm cũng nh phơng thức quản lý hai loại địa chỉ này, địa chỉ
Token Ring gồm có hai phần:
+ Địa chỉ phân mạng vòng (Ring Number)
+ Địa chỉ trạm (Host Number)

13


Địa chỉ phân mạng đợc sử dụng trong phần thuật toán định tuyến theo
nguồn (Source Routing) khi kết nối nhiều mạng Token Ring ở mức điều khiển
truy nhập MAC.
Khác với gói số liệu thông thờng, thẻ bài là một gói số liệu đặc bịêt, chỉ
gồm các trờng giới hạn (giới hạn cuối);(trờng điều khiển truy nhập). Việc sử
dụng thẻ bài để gắn quyền truy nhập mạng với các mức u tiên truy nhập khác
nhau đợc mô tả chi tiết trong ví dụ sau đây.
1.1.2.2. Nguyên tắc hoạt động
Giả sử thiết bị đầu cuối A có nhu cầu phát số liệu cho thiết bị cuối C. A
chờ nhận đựơc thẻ bài có trạng thái rỗi và có độ u tiên truy nhập của 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.

Thẻ bài rỗi

B

A

B

C

A

B

C

A

C

Thẻ bài rỗi

D
A nhận thẻ bài rỗi

D
A phát, C chép số liệu

D
A nhận số liệu do mình phát

Hình 1.9: quá trình hoạt động của Token Ring
Vì địa chỉ đích không trùng với địa chỉ nguồn của mình nên D nhắc lại
gói số liệu 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.

14


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 trạng thái rỗi vào mạng.
1.2. Mạng diện rộng WAN
1.2.1. Kt ni im - im:

hình 1.10: kết nối Point to point
Còn 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 cấp dịch 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 thức truyền dữ liệu:
- Truyền bó dữ liệu- Datagram transmissions: Truyền dữ liệu là các frame
dữ liệu 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.
1.2.2. Mangwan chuyển mạch
1.2.2.1.Chuyển mạch - Circuit switching.
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 của một kết nối WAN.

15


Chuyển mạch phù hợp với hai phơng thức truyền dữ liệu: Truyền bó dữ
liệu-Datagram transmissions và truyền dòng dữ liệu-Data-stream transmission.
Đợc sử dụng rộng rãi trong các công ty điện thoại, chuyển mạch hoạt
động gần giống một cuộc gọi điện thoại thông thờng.
1.2.2.2. Chuyển mạch gói - Packet Switching.
Chuyển mạch 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 từ nơi gửi
đến nơi nhận thông qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Các kỹ thuật ghép
kênh đợc sử dụng để cho phép các thiết bị chia sẻ kết nối.
1.2.2.3. 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 số liệu đợc thực hiện dựa trên các kênh truyền dẫn ảo, phân biệt bởi
các định danh, xác định.
- Ngời sử dụng đợc cung cấp dải thông cần thiết theo yêu cầu, không phụ
thuộc vào 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 phát hiện và khắc phục lỗi khi trao đổi số liệu giữa hai hệ thống kề
nhau và giảm các số liệu điều khiển chống lỗi ở mức mạng (fast packet
switching). Các giao thức ở mức cao có trách nhiệm đảm bảo trao đổi số
liệu chính xác giữa hai thực thể cuối (end- to-end control).
- Thời gian xử lý một đơn vị số liệu hay còn gọi là một tế bào ATM bởi
hệ thống chuyển mạch nhỏ và xác định. Một tế bào ATM có 53 byte,
trong đó có 5 byte tiêu 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 của công nghệ chuyển mạch gói.
1.2.2.4. Mạng X.25

16


Hình 1.11 : X.25 trên phơng tiện truyền dẫn không ổn định
X.25 ra đời vào những năm 1970. Mục đích ban đầu của nó là kết nối
các máy chủ lớn (mainframe) với các máy trạm terminal) ở xa. Ưu điểm của

X.25 so với các giải pháp mạng WAN khác là nó có cơ chế kiểm tra lỗi tích
hợp sẵn. Chọn X.25 nếu bạn phải sử dụng 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
thuật chuyển mạch gói qua mạng điện thoại. Thuật ngữ X.25 cũng còn đợc sử
dụng cho những 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 chuyển mạch 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 trì kết nối giữa các DTE và DCE trong một mạng dữ
liệu công cộng (PDN- Public Data Network ). Nó quy định các thiết bị
DTE/DCG và PSE (Packet-swiching exchange) sẽ truyền 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 dành riêng.
- 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 tơng đối ổn định trên hệ thống đờng dây điện thoại tơng tự có chất
lợng thấp.
- X.25 hiện đang đợc sử dụng rộng rãi ở nhiều nớc trên thế giới nơi các
mạng số cha đợc phổ biến và chất lợng đờng dây còn thấp.

17


1.2.2.5. Frame Relay

Hình 1.12: Frame Relay trên mạng truyền dẫn không ổn định
Frame 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 mạng Frame 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 của ngời nhận. Frame Relay nhanh hơn so với X.25
Frame Relay là một chuẩn cho truyền thông trong mạng WAN chuyển
mạch gói 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 cam kết 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.
1.2.2.6. ISDN (Intergrated Services Digital Network)

18


Một trong những mục đích của ISDN là cung cấp khả năng truy nhập
mạng WAN 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 truy hập mạng WAN qua đờng quay số và có chi
phí thấp hơn so với Frame Relay.

hình 1.13: ISDN
ISDN định ra các tiêu chuẩn cho việc sử dụng đờng dây điện thoại tơng tự
cho cả 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
truyền thống.
1.2.2.7. SONET (Synchronous Optical Network)
SONET là một chuẩn của American National Standards Institute để
truyền dữ liệu đồng bộ trên môi trờng truyền là cáp sợi quang. Tơng đơng với
SONET về mặt quốc tế là SDH (synchronous digital hierarchy). Cùng nhau,
chúng đảm bảo các chuẩn sao cho các mạng số có thể nối với nhau trên bình
diện quốc tế và các hệ thống truyền quy ớc đang tồn tại có thể nắm lấy lợi thế
của môi trờng cáp sợi quang. SONET cung cấp các chuẩn cho một số lợng lớn
các tốc độ truyền cho đến 9.953 Gbit/s (tốc độ truyền thực tế khoảng 20
Gbit/s). SONET định nghĩa một tốc độ cơ sở là 51.84 Mbit/s và một tốc độ cơ
sở đợc biết dới tên Ocx (Optical Carrier levels). Trong đó OC- 192 là một tốc
độ của SONET nối liền với một tốc độ tải (payload rate) bằng 9.584640 Gbit/s,
chủ yếu đợc sử dụng trong các môi trờng WAN.

19


1.3. Các thiết bị kết nối phổ biến trong mạng LAN và WAN
1.3.1. Card mạng: NIC
Card mạng - NIC là một thiết bị 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.

Hình 1.14: Card mạng - NIC
1.3.2. Repeater:Bộ lặp
Repeater là một thiết bị hoạt động ở mức 1 của mô hình OSI khuyếch đại
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.
1.3.3. Hub

20


Hình 1.15: HUB
Là một trong những yếu tố quan trọng nhất của mạng LAN, đây là điểm
kết nối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN đợc kết nối
thông qua hub. Một hub thông thờng có nhiều cổng nối với ngời sử dụng để
gắn máy tính và các thiêt bị ngoại vi. Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dây xoắn
10 BASET từ mỗi trạm của mạng. Khi có tín hiệu Ethernet đợc truyền tự một
trạm tới hub, nó đợc lặp đi lặp lại trên khắp các cổng của hub. Các hub thông
minh có thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặc không cho phép bởi ngời điều
hành mạng từ trung tâm quản lý HUB.
Có ba loại HUB:
-

Hub đơn (stand alone 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
thống mạng vì nó có thể dễ dàng mở rộng và luôn có chức năng quản lý,
modular có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun 10 BASET.

Stackable hub là một ý tởng cho những cơ quan muốn đầu t tối thiểu ban
đầu cho 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 hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng.

-

Hub chủ động (Active hub ): Hub chủ động có những linh kiện điện
tử có thể khuyếch đại và x lý tín hiệu điện t truyền giữa các thiết bị của

21


mạng. Quá trình xử lý dữ liệu đợc gọi là táI sinh tín hiệu, nó làm cho tín
hiệu trở nên tốt hơn, ít nhậy cảm và lỗi do vậy khoảng cách giữa các

thiết bị có thể tăng lên. Tuy nhiên những u điểm đó cũng kéo theo giá
thành của hub chủ động cao hơn nhiều so với hub bị động.
Về cơ bản, trong mạch Ethernet, hub hoạt động nh một repeater có nhiều cổng.
1.3.4. Liên mạng (Iternetworking )
Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung gọi là
Iternetworking. Iternetworking sử dụng 3 công cụ chính: bridge, router và switch.
1.3.4.1. Cầu nối (bridge ):
Là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau
nó có thể đợc dùng với các mạng có giao thức khác nhau. Cầu nối hoạt động
trên tầng liên kết dữ liệu nên không nh bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì
nó nhận đợc thì cầu nối đọc đợc các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong mô
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 thấy cần thiết. Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài
mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo.
1.3.4.2. Bộ dẫn đờng (router ):
Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm đợc đờng
đi tốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộc mạng đầu
đến trạm nhận 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
mọi gói tin trên đờng truyền thì Router có địa chỉ riêng biệt và nó chỉ tiếp nhận
và xử lý các gói tin gửi đến mà thôi. Khi một trạm muốn gửi gói tin qua Router
thì nó phải gửi gói 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.

22

Khi xử lý các gói tin Router phải tìm đợc đờng đi tốt nhất trong mạng dựa
trên các 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.
1.3.4.3. Bộ chuyển mạch (switch):
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 độ cao. Switch có nhiều cổng, mỗi cổng có thể hỗ trợ
toàn bộ Ethernet LAN hoặc Token Ring. Bộ chuyển mạch kết nối một số LAN
riêng biệt và cung cấp khả năng lọc gói dữ liệu giữa chúng. Các switch là loại
thiết bị mạng mới, nhiều ngời cho rằng, nó sẽ trở nên phổ biến nhất vì nó là bớc đầu tiên trên con đờng chuyển sang chế độ truyền không đông bộ ATM.

Hình 1.16: Mô hình bộ chuyển mạch

23


CHƯƠNG 2
tổng quan về 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 tơng tự. Trong xu hớng số hoá mạng viễn thông trên toàn
thế giới, mạng liên kết số đa dịch 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 tận phía khách hàng. Có thể nói rằng
dịch vụ ISDN là dịch vụ DSL đầu tiên cung cấp cho khu 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 tên gọi 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 có thể cung cấp nhiều dịch vụ đặc thù truyền không đối xứng qua modem,
điển hình loại này là ADSL và VDSL và truyền đối xứng có tốc độ truyền hai
hớng nh nhau nh HDSL và SDSL. Riêng với kỹ thuật VDSL (Very High Speed
DSL) có thể truyền đối xứng với tốc độ rất cao.
Các đặc trng chính của họ công nghệ xDSL hiện tại đợc mô tả trong bảng
2.1

24


Kỹ thuật

Tốc độ dữ liệu

56 Kbit/s

56Kbit/s
downlink

Analog
modem

28,8
hoặc
33,6 Kbit/s uplink

ISDN

128
Kbit/s
(Không nén)

Số đôi dây Giới
hạn
sử dụng
khoảng cách
Không
hạn

5 Km (thêm
thiết bị có thể
mở
rộng
khoảng cách)

10 - 30Mbit/s
Downstream

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

0,128 - 10 Mbit/s

Upstream
ADSL Lite

1Mbit/s
Downstream
512
Upstream

giới Email, truy nhập LAN từ
xa.
Truy nhập
intranet

Đối xứng

Cable
modem

Sử dụng 1
đôi dây

5 Km

Kbit/s

Full
rate 1,5
Mbit/s Sử dụng 1 5Km
ADSL
Downstream

đôi dây
(khoảngcách
càng ngắn tốc
1,544
Mbit/s
độ càng cao )
Upstream
ISDL

144 Kbit/s

Internet,

Hội nghị truyền hình, Dự
phòng leased line.
Các hoạt động thuơng
mại truy cập Internet/
intranet
Truy cập Internet

Truy
cập
Internet/
Intranet, duyệt Web,
thoại IP, thoại video.
Truy nhập
Internet/
intranet,video theo yêu
cầu, truy cập mạng LAN
từ xa, VoIP.

5
Km Truy nhập Internet/
(Có thể mở intranet, video theo yêu
rộng tới 300 cầu, truy cập mạng LAN
km)
từ xa, VoIP.

đối xứng

HDSL

ứng dụng

1.544 Mbit/s (T1) Sử dụng 1- 3,6 Km - 4,5 Nội hạt, thay thế trung
đối xứng
3 đôi dây
Km
kế T1/E1 có dùng bộ lặp.
Kết nối các PBX với
2.048 Mbit/s (E1) Sử dụng 2
nhau.Tập trung lu luợng
đối xứng
đôi dây.
Frame Relay, kết nối các
mạng LAN

25