Nghiên cứu thiết bịDSLAM và xây dựng mô hình mạng truy cập DSL trong phòng thí nghiệm của BMVT

5
FEC Forward Error Correction
FEXT Far End Crosstalk
FECN Forward Explicit Congestion Notification
FM Frequency Modulation
FR Frame Relay
FRI Frame Relay Interface
FSK Frequency Shift Keying
GFC Generic Flow Control
HDLC High-Level Data Link Control
HDSL Hight bit rate DSL
HEC Header Error Control
HFC Header Fiber Filter
IBM International Business Machine
IDSL ISDN DSL
IGMP Internet Group Management Protocol
IP Internet Protocol
ISI Inter Symbol Interference
ISP Internet Service Provider
ITU International Telecommunication Union
LAN Local Area Network
LLC Logical Link Control
LPF Low Pass Filter
MAC Media Access Control
MAN Metropoliant Area Network
MDF Main Distributor Frame
MDU Multitenant –Dewelling Unit
MODEM Modulation/Demodulation
MUX Multiplexer
MTU Multi Tenant Unit
NAP Network Access Provider
NAT Network Ađress Translation
NEXT Near End Crosstalk

6
NSP Network Service Provider
NTU Network Termination Unit
NTP
Network Transport Provider
OS Operation Systems
OSI Open System s Interconection
PAP Password Authentication Protocol
PC Personal Computer
PDU Plesiochronous Digital Hierarchy
PHY Physical Layer Protocol
POTS Plain Old Telephone Service
PPP Point to Point Protocol
PSD Power Spectral Density
PSTN Public Switch Telephone Network
PVC Permanent Virtual Connection
QAM Quarature Amplitude Modulation
QoS Quality of Service
RADSL Rate Adaptive Digital Subcriber Line
RFI Radio Frequency Intrference
SAR Sgementation And Reassembly Sublayer
SDSL Symmetric DSL
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SHDSL Sigle pair High-bit-rate DSL
SOHO Small Office Home Office
SNMP Simple Network Management Protocol
SVC Switch Virtual Channel
Syn Synchronization symbol
TCP Transmission Control Protocol
TDM Time Division Multiplexing
Telco Telephone Companny
UNI User to Network Interface
VBR Variable Bit Rate
VCI Vitual Channel Indentifer

7
VDSL Very High Speed DSL
VLAN Virtual LAN
VPI Virtual Path Indentifer










Lời mở đầu

Trong những năm vừa qua, nhu cầu trao đổi thông tin ngày một cao nó
không chỉ nằm trong giới hạn của một quốc gia, mà là trên phạm vi thế giới. Sự phát
triển rất nhanh của công nghệ viễn thông và nhu cầu trao đổi dữ liệu không ngừng
với các loại hình dịch vụ truyền dữ liệu hình ảnh âm thanh kết hợp với tốc độ siêu
cao. Trong khi đó mạng PSTN vốn được thiết kế để phụ
c vụ cho mạng truyền thoại
truyền thông 64kbps đang trở nên quá tải và tắc nghẽn. Dịch vụ Internet đã phát
triển trên toàn cầu, mở đầu cho nhu cầu truyền dữ liệu tăng nhanh, với việc sử dụng
modem tương tự (tốc độ cực đại khoảng 56kbps) và hình thức truy nhập quay số, đã
không đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao và khắt khe của khách hàng. Thực tế
này đã thúc đẩy các nhà nghiên cứ
u viễn thông phải nhanh chóng tìm ra một giải
pháp hiệu quả để cung cấp các dịch vụ băng rộng tới khách hàng. Công nghệ xDSL
đã ra đời đáp ứng được nhu cầu này. Trong đó nổi bật, là công nghệ ADSL với hai
ưu điểm là loại bỏ được giới hạn băng tần thoại và tận dụng được mạng cáp đồng
hiện có.
Hiện nay ở Việt nam mạng Internet đang phát triển vớ
i tốc độ rất cao, số
lượng thuê bao Internet tăng lên rất nhanh, phân bố rộng khắp nhưng tốc độ truy
nhập mà mạng thuê bao có khả năng đáp ứng lại rất thấp, khó có thể đáp ứng được
nhu cầu phát triển nhanh chóng của mạng Internet. Chính điều này đã tạo cơ hội rất
tốt để phát triển việc sử dụng rộng rãi kỹ thuật ADSL. Do hầu hết các thuê bao
đều
dùng cáp đồng điện thoại để truy nhập mạng cho nên kỹ thuật ADSL chính là một
phương án lựa chọn đầu tiên của các công ty điện thoại cũng như các thuê bao
Internet.

8
Trên thế giới đã có rất nhiều nước triển khai hệ thống này, và thực tế đã
chứng minh các ưu điểm của nó. Tại Việt Nam ADSL cũng đã thử nghiệm rất thành
công ở các thành phố lớn như Hà Nội, Hải phòng, thành phố Hồ Chí Minh, phần lớn
khách hàng sử dụng đều tỏ ra rất hài lòng. Dự kiến mạng truy nhập ADSL sẽ được
đưa vào khai thác trong thời gian tới.
Đề
tài tốt nghiệp “Mạng truy nhập ADSL”, đưa ra những kiến thức cơ bản
về mạng truy cập ADSL và bộ tập trung DSLAM AM3000. Đề tài này được chia
làm 4 chương trong đó.
Chương 1 : Giới thiệu một cách khái quát về mạng truy nhập đường dây
thuê bao số bất đối xứng ADSL.
Chương 2 : Phân tích mô hình tham chiếu mạng ADSL và ngăn xếp giao
thức truyền thông sử dụng trong ADSL.
Chương 3 : Nghiên cứu thiết bị DSLAM và xây dựng mô hình m
ạng truy
cập DSL trong phòng thí nghiệm của BMVT
Chương 4 : Phần thực nghiệm AM3000 trong phòng thực tập viễn thông
Đại Học Công Nghệ - Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
Do thời gian hạn chế, trình độ và kinh nghiệm còn có hạn nên nội dung của
luận văn này chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự
quan tâm và góp ý của thầy, cô và các bạn.
Để hoàn thành luận văn này, trước tiên em muốn gửi đến thầy Nguyễ
n Kim
Giao và cán bộ đồng hướng dẫn là chị Phạm Thị Hồng lời cám ơn chân thành về sự
giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy cô trong suốt thời gian qua. Đồng thời em cũng
chân thành cảm ơn các anh chị trong phòng thực tập viễn thông
Đại Học Công nghệ-ĐHQG Hà Nội đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em. Ngoài ra
em muốn gửi đến quý thầy cô, gia đình và bạn bè l
ời cảm ơn chân thành và biết ơn
sâu sắc về sự giúp đỡ trong suốt thời gian em học tập tại khoa.









9
















CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ MẠNG TRUY NHẬP ĐƯỜNG
DÂY THUÊ BAO SỐ BẤT ĐỐI XỨNG ADSL
1.1. ADSL là gì?
Đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL (Asymmetric digital subscriber
line) là công nghệ truyền thông băng rộng cho phép truyền dữ liệu với tốc độ cao trên
cơ sở sử dụng mạng điện thoại có sẵn hay nói cách khác ADSL là công nghệ truyền
dẫn mạch vòng nội hạt, có thể truyền tải dữ liệu và thoại đồng thời trên cùng một
đường dây điện thoại truyền thống. ADSL có các tốc độ bít như sau:
• T
ốc độ bít hướng xuống Downstream (về phía thuê bao) lên tới gần
9Mbit/s.
• Tốc độ bít hướng lên Upstream (về phía nhà cung cấp) lên tới gần 1
Mbit/s.
• Hỗ trợ dịch vụ điện thoại truyền thống (POST, tín hiệu thoại
tương tự v.v ).
Tốc độ bít truyền từ nhà cung cấp tới thuê bao lớn gấp nhiều lần so với tốc độ
bít truyền theo hướng ngược lại, do đó có thuật ng
ữ không đối xứng. ADSL khai thác
đặc tính của đường cáp đồng sử dụng trong mạng điện thoại có băng thông là 1.1Mhz
để truyền tín hiệu thoại tương tự ở tần số thấp từ 0 đến 4Khz, tiếp đó là phổ tần số cho
tín hiệu upstream và dải phổ cuối cùng cho tín hiệu Downstream. Để thực hiện điều
này ADSL sử dụng các bộ tách (Splitter) thực chất là các bộ lọc thông thấp (LPF).

10
Ngoài các bộ tách, hệ thống ADSL sử dụng một đơn vị truyền dẫn ở tổng đài trung
tâm ATU-C (ADSL Transmission Unit at the Central office) và đơn vị truyền dẫn
ADSL ở phía khách hàng ATU-R (ADSL Transmission Unit Remote Side).





Hình 1.1: Biểu diễn dải phổ của ADSL
1.2. Lịch sử phát triển của công nghệ ADSL
Những định nghĩa đầu tiên về ADSL xuất hiện từ năm 1989, đó là kết quả
nghiên cứu của J.W.Lechleider và các cộng sự tại phòng thí nghiệm Bellcore. Những
phát triển đầu tiên của ADSL bắt đầu tại trường Đại Học Stanford và phòng thí
nghiệm AT&T Bell vào năm 1990. Các mẫu đầu tiên của ADSL đã gửi tới các công
ty điện thoại và phòng thí nghiệm Bellcore vào năm 1992, và các sản phẩm ADSL
sớm nhất được chuyển vào các khu thử
nghiệm vào năm 1995. ADSL được tạo ra trên
cơ sở các nghiên cứu trước đây trên modem băng tần thoại là ISDL và HDSL.
Vào tháng 10 năm 1998, ITU đã đưa ra một bộ các khuyến nghị sơ bộ cho
ADSL. Khuyến nghị G.922.1 đã xác định rõ ADSL toàn tốc. Khuyến nghị này gần
giống tiêu chuẩn ANSI T1.413 phát hành lần thứ 2 với 2 điểm khác biệt chính
:
• Chuỗi âm tần khởi tạo của tiêu chuẩn T1.413 được thay thế bằng quá trình
dựa trên bản tin, được mô tả trong khuyến nghị G.994.1
• Một chế độ đặc biệt được bổ sung thêm nhằm cải thiện hiệu năng hệ thống
khi xuất hiện xuyên âm từ IDSN kiểu TCM, đã được dùng ở Nhật Bản.

11
Khuyến nghị G.992.2 (trước đây được gọi là G.lite) xác định rõ ADSL khi
không dùng bộ tách POST. Khuyến nghị G.992.2 được dựa trên cơ sở là G.992.1
nhưng có một số khác biệt chính sau đây:
• Bổ sung thêm các chế độ tiết kiệm năng lượng tại các thiết bị ATU-C và
ATU-R.




• Bổ sung cơ cấu phục hồi nhanh cho phép phục hồi lại nhanh chóng sau
các sự kiện nhấc đặt máy.
• Số lượng âm tầ
n (tone) sử dụng giảm từ 256 bít xuống còn 128 bít.
• Số lượng bít trên một âm tần giảm từ 15 bít xuống còn 8 bít.
Khuyến nghị G.994.1 (trước đây được gọi là G.hs) xác định việc móc nối
khởi tạo dựa trên bản tin cho phép bộ truyền nhận DSL đa chế độ có thể thoả thuận
được chế độ vận hành chung. Khuyến nghị G.955.1 cung cấp một cái nhìn tổng quan
về họ các khuyến nghị DSL. Khuyế
n nghị G.966.1 xác định phương thức đo hiệu
năng của các thiết bị DSL. Khuyến nghị G.977.1 xác định các thao tác với lớp vật lý,
quản trị và bảo trì cung cấp cho ADSL. Khuyến nghị này bao gồm kênh (EOC) và các
cơ sở thông tin quản lý MIB (Management Information Bases) của ADSL.
1.3. Yếu tố thúc đẩy của ADSL
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, công nghệ viễn thông
đã có nhiều biến đổi và phát triển không ngừng để đáp ứng được mọi nhu cầu dịch vụ
như : các dịch vụ Internet, thoại, hội nghị, video, với yêu cầu dải thông lớn tốc độ kết
nối nhanh, dịch vụ phong phú. Từ những năm đầu thập kỉ 90 dịch vụ Internet b
ắt đầu
phổ biến và nhanh chóng thiết lập mạng trên toàn cầu, mở đầu cho nhu cầu truyền dữ
liệu tăng nhanh, ở thời kỳ này các modem tương tự vẫn còn được sử dụng rất phổ biến.
Mặc dù các modem này đã có những cải tiến về kỹ thuật, nhưng vẫn không thể đáp
ứng được nhu cầu ngày càng cao của khách hàng. Tốc độ cực đại của modem tương t
ự
cỡ 56Kbps trong khi đó các dịch vụ đòi hỏi tốc độ ngày càng cao như hàng chục Mbps
thậm trí hàng trăm Gbps. Ngoài ra vấn đề tắc nghẽn mạnh, tốc độ truy cập chậm là
xảy ra thường xuyên đối với modem tương tự. Thực tế này đã thúc đẩy các nhà nghiên

12
cứu viễn thông phải nhanh chóng tìm ra một giải pháp hiệu quả để cung cấp các dịch
vụ băng rộng tới khách hàng. Công nghệ xDSL đã ra đời đáp ứng được nhu cầu này.
Trong đó nổi bật là công nghệ ADSL với hai ưu điểm là: loại bỏ được giới hạn băng
thoại và tận dụng được mạng cáp đồng hiện có.






 Những ưu điểm của ADSL:
• Có thể sử dụng các dịch vụ thoại truyền thống và dịch vụ Internet tại
cùng một thời điểm. Điều đó có nghĩa là khách hàng không phải huỷ bỏ
kết nối Internet để thực hiện một cuộc gọi điện thoại.
• Nhờ tốc độ cao nên ADSL có thể đáp ứng nhiều loại dịch vụ khác nhau
như : Internet tốc độ cao, Video theo yêu cầu, âm nh
ạc theo yêu cầu,
Game, hội nghị trực tuyến .v.v
•
Độ linh hoạt cao
.


Hình 2.2: Hệ thống DSL

13
1.4. Vì sao phải sử dụng kỹ thuật ADSL
Như chúng ta đã biết có nhiều loại kỹ thuật khác nhau để cung cấp dịch vụ
băng thông rộng, song với nhiều tính năng vượt trội, chi phí thấp đã tạo ra một vị trí
đứng rất tốt cho kỹ thuật DSL.
Với kỹ thuật DSL chúng ta hoàn toàn có thể triển khai chúng trên mạng điện
thoại có sẵn và vẫn có khả năng cung cấp các dịch vụ băng thông rộng mà không cần
phải xây d
ựng thêm cơ sở hạ tầng. Một đặc điểm nữa là vì không xây dựng thêm cơ sở
hạ tầng, dùng ngay mạng điện thoại có sẵn cho nên với DSL chúng ta không cần phải
chuẩn bị gì nhiều, chúng ta không cần phải có mô hình thử nghiệm đầy tốn kém như
các kỹ thuật khác chẳng hạn như đối với các hệ thống vệ tinh trước khi đưa vào ứng
dụng
thực t
ế thì chúng ta phải chuẩn bị rất nhiều công đoạn từ thiết kế, xây dựng, lắp đặt và
chạy thử bằng mô hình
Với một đặc điểm nổi trội hơn các kỹ thuật khác đó là giải quyết được vấn đề
cơ sở hạ tầng, với băng thông rộng của mình kỹ thuật DSL có khả năng cung cấp các
dịch vụ yêu cầ
u băng thông rộng chẳng hạn như: y tế, luật, kinh doanh và nhiều lĩnh
vực khác. Thêm nữa với chi phí triển khai không lớn lắm kỹ thuật DSL có thể được
triển khai ở tất cả các nước kể cả các nước có nền kinh tế kém phát triển bằng cách
dùng chính cơ sở hạ tầng mà quốc gia đó có được.
Ngày nay với sự lớn mạnh và phổ biến của các dịch vụ trực tuy
ến thì PSTN
hầu như là luôn ở trong tình trạng quá tải về lưu lượng. Trước đây mạng điện thoại
được thiết kế chủ yếu để điều khiển lưu lượng thoại với các cuộc gọi hầu như đều
được thực hiện trong thời gian ngắn, còn việc thao tác với dữ liệu trên Internet ngày
nay có thể diễn ra hàng giờ do vậy để tránh tình trạng phải nâng cấ
p cơ sở hạ tầng,
giảm thiểu sự tắc nghẽn thì việc ứng dụng kỹ thuật DSL là một giải pháp gần như tối
ưu.
1.5. Nguyên lý hoạt động của ADSL
1.5.1.Thuật ngữ ADSL
Sự giải thích tiếp theo của những thuật ngữ này sẽ giúp ích cho sự hiểu biết về
công nghệ đường dây thuê bao DSLs. Thuật ngữ cũ của nó là kilofeet (kft), đơn vị
dùng để đo các tuyến điện thoại truyền thống của độ dài cho đường dây thoại là 1000
feet: 1kft tương đương với 306 mét. Đường kính của các dây dẫn được đo bằng

14
milimét (mm), ngoại trừ thuật ngữ dùng trong Hợp Chủng Quốc Hoa Kỳ là Gauge
(United States Where the American Wire Gauge) (AWG), AWG dùng 1/Nth thể hiện
cho 1 inch, (ví dụ: 24 AWG có đường kính dây dẫn là 1/24 inch, điều đó tương
đương với 0.5mm). Công suất của tín hiệu và sự mất mát tín hiệu được đo bằng đơn
vị là logarit, đơn vị decibel (db), công suất tăng 3db thì bằng gấp đôi công suất,
ngược lại nếu giảm 3db tức là giảm một nửa, và nếu tă
ng 6db tức là gấp 4 lần . v.v. .
Tần số của một tín hiệu điện được đo bằng KiloHertz (KHz, 1000 chu kỳ /giây) hoặc
MegaHertz (MHz, 1000000 chu kỳ /giây). Các dịch vụ điện thoại tiếng nói chuyển
mạch truyền thống thường được gọi là POST (Pain Old Telephone Services). Điều
này nhắc đến thuật ngữ DSL, tức là các PANS cơ sở (Positively Amazing New
Services).

1.5.2 Nguyên lý ADSL
Nguyên lý ADSL là sử dụng phần băng thông còn lại của cáp đồng (băng
thông của cáp đồng lên tới 1.1MHz ) cho việc truy nhập dữ liệu tốc độ cao. Nguyên lý
hoạt động của mạng truy cập ADSL là tín hiệu được truyền từ phía mạng đến khách
hàng bao gồm hai phần: Phần dữ liệu (PC) và phần thoại (telephone). Một bộ Splitter
(thực chất là bộ lọc thông thấp) được sử dụng để tách phần dữ li
ệu đưa vào modem
ADSL, tách phần thoại được đưa vào điện thoại tương tự DTMF và có thể liên lạc với
các thuê bao khác trong mạng PSTN .
Cấu hình của mạng ADSL gồm 2 phần:
 Phía khách hàng:
• Một modem cho nhu cầu tốc độ.
• Một bộ tách (splitter) cho nhu cầu sử dụng song song điện thoại và dữ
liệu tốc độ cao 8MHz (nếu không sử dụng Splitter thì tốc độ của dữ liệu
chỉ d
ừng lại ở 1,5 M.).
 Phía mạng:
• DSLAM (Digital Subcriber Line Access Multipler): sử dụng để tập trung
lưu lượng của các luồng DSL (đường dây thuê bao số).
• BRAS (Broadband Remote Access Server): làm nhiệm vụ quản lý
mạng, tính cước

Xem chi tiết: Nghiên cứu thiết bịDSLAM và xây dựng mô hình mạng truy cập DSL trong phòng thí nghiệm của BMVT