Xem mẫu
- ĐỒ ÁN HỆ THỐNG MẠNG
Đề tài:
CÔNG NGHỆ ASDL2 VÀ KHẢ
NĂNG ỨNG DỤNG
CHƯƠNG I MẠNG VIỄN THÔNG VÀ SỰ PHÁT TRIỂN
CỦA MẠNG TRUY NHẬP
1.1 Mạng PSTN và NGN
1.1.1 Mạng PSTN
Sau hơn 120 năm sau khi máy điện thoại được phát minh, mạng điện thoại đã
được triển khai rộng khắp trên toàn thế giới. Nhu cầu của con người là không có
giới hạn và do đó các nhà cung cấp dịch vụ phải không ngừng phát triển dịch vụ
cũng như cơ sở hạ tầng viễn thông để đáp ứng một cách tốt nhất các yêu cầu của
khách hàng. Các công ty điện thoại đã có một khối lượng đầu tư khổng lồ vào
mạng điện thoại. Ban đầu, các thiết kế chủ yếu được tính toán dành cho dịch vụ
thoại. Nhưng trong thời gian gần đây, cùng với sự bùng nổ của Internet trên toàn
cầu rất nhiều dịch vụ mới đã ra đời. Các dịch vụ này nói chung là có yêu cầu về độ
rộng băng tần ngày càng lớn và không đối xứng. Do đó nó yêu cầu một cơ sở hạ
tầng phải được nâng cấp và hiện đại hoá để có thể cung cấp được các dịch vụ này
tới mọi khách hàng ở mọi nơi, mọi lúc. Hình 1.1 dưới đây mô tả một mạng viễ n
thông điện thoại điển hình.
Trong mạng này, các thiết bị thuê bao được kết nối tới các tổng đài nội hạt
thông qua một mạch vòng đường dây thuê bao. Nó được kết cuối tới tổng đài tạ i
- giá phối dây chính MDF. Các tổng đài được kết nối với nhau qua mạng liên đài
(Inter-CO network). Với các tiến bộ của công nghệ truyền dẫn quang SDH, hầu
như các mạng liên đài đã được quang hoá toàn diện và đã đả m bảo đáp ứng được
nhu cầu cung cấp các dịch vụ tốc độ cao cho các thuê bao. Nó có thể đảm bảo phục
vụ cho tốc độ số liệu đường trục lên tới hàng chục Gbít.
Trong mạng này, các thiết bị thuê bao được kết nối tới các tổng đài nội hạt
thông qua một mạch vòng đường dây thuê bao. Nó được kết cuối tới tổng đài tạ i
giá phối dây chính MDF. Các tổng đài được kết nối với nhau qua mạng liên đài
(Inter-CO network). Với các tiến bộ của công nghệ truyền dẫn quang SDH, hầu
như các mạng liên đài đã được quang hoá toàn diện và đã đả m bảo đáp ứng được
nhu cầu cung cấp các dịch vụ tốc độ cao cho các thuê bao. Nó có thể đảm bảo phục
vụ cho tốc độ số liệu đường trục lên tới hàng chục Gbít.
Mạng truy nhập
Mạng cung cấp
các dịch vụ
CO DLC
Các mạng cung
cấp dịch vụ
Inter-CO
CO
Network
CO
Hệ thống
DLC
Hệ thống Chuyển
mạch thoại
truyền
MDF
dẫn
- Hình 1.1 Mô hình mạng viễn thông hiện đại
Tuy nhiên, khi nhìn ở góc độ mạng truy nhập vấn đề lại hoàn toàn khác. Hiệ n
nay có trên một tỷ đường dây thuê bao trong mạng điện thoại PSTN trên toàn thế
giới. Trong đó, hơn 95% là cáp xoắn đôi dành cho dịch vụ thoại thuần tuý và
chiế m một tỷ lệ lớn trong vốn đầu tư vào cơ sở hạ tầng của các nhà cung cấp dịch
vụ. Nhưng hệ thống này lại có một số hạn chế làm ảnh hưởng rất lớn đến khả năng
cung cấp các dịch vụ truyền số liệu-là các nhu cầu gần như thiết yếu hiện nay.
1.1.2 NGN
Khái niệm mạng thế hệ sau NGN được xuất hiện vào cuối những năm 90 để
đối mặt với một số vấn đề nổi lên trong viễn thông được đặc tính hóa bởi rất nhiều
nhân tố: mở cửa cạnh tranh giữa các nhà khai thác trên toàn cầu trên cơ sở bãi bỏ
những quy định lạc hậu về thị trường, khai thác lưu lượng dữ liệu được sử dụng
trong Internet, nhu cầu mạnh mẽ của khách hàng về các dịch vụ đa phương tiện,
cùng với sự gia tăng nhu cầu của người sử dụng di động. Nó là khái niệm mới
được các nhà thiết kế mạng sử dụng cho việc minh họa quan điểm của họ đối với
mạng viễn thông trong tương lai.
- Tại thời điểm đầu tiên trong chu kỳ nghiên cứu trong năm 2000, khái niệm
NGN vẫn còn rất mờ nhạt và tại hội nghị về IP Network and mediacom năm 2001
tại Geneva đã có một phiên họp dành riêng cho việc chuyển dịch đến NGN. Các
quan điểm khác nhau về NGN đã được trình bầy và tại buổi hội thảo cuối cùng đã
phát hiện ra rằng rất khó đạt được sự hiểu biết thống nhất về NGN.
Trong phiên họp của nhóm nghiên cứu SG 13 tại Caracas trong vòng một
tháng, các vấn đề về NGN đã được thảo luận trở lại. Rất nhiều vấn đề đã được giả i
quyết nhưng một câu hỏi nổi bật đã mở ra cơ hội cho nhóm nghiên cứu SG, cơ hộ i
hợp tác với những hoạt động của ITU (Hiệp hội viễn thông quốc tế) trong khuôn
khổ dự án mới của ITU. Nhưng do một số vấn đề chưa đạt đến độ chín muồi nên
việc triển khai dự án bị trì hoãn lại đến phiên họp của SG 13 lần sau.
Ngoài ra, còn rất nhiều quan điểm khác về NGN được biểu diễn bởi các nhà
khai thác, nhà sản xuất và nhà cung cấp dịch vụ, mong muốn tiến đến một hiểu biết
chung về NGN và thiết lập tiêu chuẩn cho NGN. Đó là nguyên nhân vì sao ITU đã
quyết định bắt đầu quá trình tiêu chuẩn hóa về NGN theo mô hình dự án do nhóm
nghiên cứu SG 13 chuẩn bị. Dự án mới này cũng sẽ thừa hưởng những thành quả
từ dự án GII hiện có của ITU bởi vì NGN được nhìn nhận như là thực hiện GII.
Tại cuộc họp của SG 13 vào tháng giêng năm 2002, vấn đề NGN lại một lần
nữa được đề cập đến. Đặc biệt, các thảo luận tại Q12/13 tập trung vào mối quan hệ
giữa cơ sở hạ tầng thông tin toàn cầu và NGN. Các hiểu biết chung đều nhìn nhậ n
rằng NGN là việc thực hiện cụ thể của các khái niệm được định nghĩa trong GII.
Ngoài ra, những nhu cầu cấp thiết từ thị trường đòi hỏi các tiêu chuẩn cho mục tiêu
ngắn hạn đối với NGN cần phải được xác định.
Tại cùng thời điểm, Viện Tiêu Chuẩn Viễn Thông Châu Âu (ETSI) cũng
thành lập nhóm nghiên cứu NGN với nhiệm vụ phải đề xuất chiến lược chuẩn hóa
của họ trong lĩnh vực NGN. Hơn nữa, những vấn đề liên quan đến NGN đều đạt
được độ nhất trí cao trong lĩnh vực hợp tác tiêu chuẩn toàn cầu GSC nơi hợp tác
- của các tổ chức tiêu chuẩn SDO. Trong bản tổng kết nghiên cứu vào tháng 11 năm
2001, nhóm đã đưa ra 4 khuyến nghị:
+ Khuyến nghị 1: ETSI GA được mời để ghi nhận định nghĩa dưới đây của NGN.
Định nghĩa này sẽ có tác dụng định hướng mọi hành động do ETSI tiến hành trên
lĩnh vực này. “NGN là mạng được phân chia thành các lớp và các mặt phẳng, sử
dụng các giao diện mở nhằm đưa ra cho các nhà khai thác mạng và cung cấp một
nền tảng thông tin để kiến tạo, triển khai và quản lý các dịch vụ, bao gồm cả các
dịch vụ đã có và các dịch vụ mới trong tương lai”.
+ Khuyến nghị 2: ETSI sẽ đảm nhiệm vai trò tiên phong trong quá trình thúc đẩy
việc củng cố chuẩn hóa NGN nhưng việc tiến tới một dự án đối tác toàn cầu đơn
nhất không phải là một mục tiêu thích hợp.
+ Khuyến nghị 3: ETSI cần tiến tới tham gia vào một tập hợp các quan hệ độc lập
nhưng có liên quan đến nhau bao hàm cả lĩnh vực chuẩn NGN.
+ Khuyến nghị 4: Để có thể đặt ETSI lên vị trí hàng đầu trong quá trình chuẩn
hóa NGN đi đầu trong việc chuẩn hóa NGN nhờ vào việc có một trung khu chuyên
môn hùng mạnh và tập trung, người ta sẽ mời GA yêu cầu ủy ban ETSI tiến hành
khẩn cấp/ngay lập tức việc kiểm điểm lại cấu trúc TB và các trình tự hoạt động
nhằ m đả m bảo rằng ETSI sẵn sàng đáp ứng các thách thức của NGN.
Hoạt động của NGN tiến hành đối với các vấn đề cấu trúc và giao thức cần
tập trung vào:
Nghiên cứu xem xét việc sử dụng các công nghệ mô hình tham khảo chung
dựa trên kết quả TIPHON, để góp phần xác định các chuẩn bổ sung cần cho
việc hỗ trợ cả dịch vụ thiết lập truyền thông tuân theo NGN trong một phạm vi
của một nhà điều hành hoặc giữa các phạ m vi nhà điều hành khác nhau.
Xác định các chức năng liên kết hoạt động để hỗ trợ các thiết bị đầu cuối đang
tồn tại (không nhận biết NGN). Cá biệt, cần xác định mô tả lớp trung kế cho
megaco/H.248 và BICC.
- Xác định rõ cách thức theo đó dịch vụ kết cuối (end-to-end), tính linh động
của người dùng và điều khiển cuộc gọi có thể được hỗ trợ qua các mạng hỗn
hợp.
Xác định chức năng của các đầu cuối nhận biết NGN theo cơ chế cập nhật
phần mề m, tình trạng dư thừa và sự tiến triển của các đầu cuối giả m chi phí,
thỏa thuận và quản lý phiên bản, mục tiêu hướng tới để triển khai. Các đối tác
chính cho mọi công việc phối hợp với ETSI bao gồ m: 3GPP, ATMF, ITU-T,
(SG11, 13 và 16), T1S1, IETF (sip, megaco), MSF và ISC.
Hoạt động NGN tiến hành trên QoS kết cuối cần tập trung vào:
Hoàn thành việc xác định lớp QoS kết cuối cho thoại.
Xác định một khung xác định lớp QoS đa phương tiện kết cuối mới và phương
pháp đăng ký các lớp QoS của từng thành phần truyền thông.
Định rõ cách thức sử dụng cơ chế QoS lớp dưới nhằm đạt được QoS lớp trên
trong phạm vi mạng.
Điều khiển QoS các lớp dưới liên vùng.
Nhận thức của người sử dụng cuối về QoS.
Các đối tác chủ chốt trong hoạt động liên kết với ETSI là ATMF, IETF, ITU-
T cùng với nhiều diễn đàn truyền thông đa phương tiện khác.
Hoạt động NGN tiến hành trên nền dịch vụ cần tập trung vào:
Xác định các cấu trúc điều khiển dịch vụ bao gồ m cả OSA, API và những khía
cạnh proxy.
Nâng cấp các cơ chế nhằm hỗ trợ sự cung cấp dịch vụ qua nhiều mạng gồm cả
chuyển vùng dịch vụ và kết nối dịch vụ.
Phát triển các cơ chế nhằm hỗ trợ hiện diện của người sử dụng và điều khiển
của người sử dụng đối với hồ sơ và tuỳ biến dịch vụ.
Tác động của tính linh động người sử dụng đối với các nền dịch vụ.
Hoạt động NGN tiến hành trên quản lý mạng cần tập trung vào:
- Nâng cao toàn bộ cấu trúc quản lý mạng lõi và xác định các giao thức và dịch
vụ quản lý mạng cơ bản để phù hợp với yêu cầu NGN (lỗi, chất lượng, quản lý
khách hàng, cước, quản lý lưu lượng và định tuyến).
Đưa vào và áp dụng các khái niệm cấu trúc và công nghệ mới.
Hoạt động NGN tiến hành trên lĩnh vực ngăn chặn, xâm nhập, nghe lén hợp
pháp cần tập trung vào:
Xác định các giao thức chuyển giao truyền dẫn dựa trên mạng gói mới giữa
mạng mục tiêu và cơ quan thực thi pháp luật.
Nâng cấp thông tin liên quan đến xâm nhập, ngăn chặn hiện có nhằ m đưa vào
các thành tố dữ liệu mới bao hàm cả các dòng báo hiệu và đa phương tiện.
Vấn đề bảo mật của NGN tập trung vào:
Phát triển cấu trúc bảo mật phức hợp cho NGN. Thêm nữa, nhóm bảo mật
NGN này sẽ lập ra các nguyên tắc chỉ đạo hoạt động bảo mật trong NGN (việc
bảo mật trong vận hành, hoạt động NGN).
Phát triển các giao thức bảo mật cụ thể NGN và các API.
1.2 Quá trình phát triển của mạng truy nhập lên xDSL
Điện thoại được nhà khoa học người Mỹ Alexander Graham Bell phát minh
từ năm 1876. Tuy nhiên, phải khoảng từ năm 1890 mạng điện thoại mới bắt đầu
được triển khai tương đối rộng rãi. Cùng với sự xuất hiện của mạng thoại công
cộng PSTN là sự đột phá của các phương tiện thông tin liên lạc thời bấy giờ. Như
vậy, có thể coi mạng truy nhập ra đời vào khoảng năm 1890. Trong suốt nhiều thập
kỷ đầu thế kỷ 20 mạng truy nhập không có sự thay đổi đáng kể nào, mặc dù mạng
chuyển mạch đã thực hiện bước tiến dài từ tổng đài nhân công đến các tổng đài cơ
điện và tổng đài điện tử.
Mạng truy nhập thuê bao truyền thống được mô tả trên Hình 1.2.
LE
Tủ/ hộp
Tổng đài MDF Thuê bao
cáp
nội hạt
backbone distribution Inlead
Mạng truy nhập
- Hình 1.2 Cấu trúc mạng truy nhập thuê bao truyền thống
Mạng truy nhập nằm giữa tổng đài nội hạt và thiết bị đầu cuối của khách
hàng, thực hiện chức năng truyền dẫn tín hiệu. Tất cả các dịch vụ khách hàng có
thể sử dụng được xác định bởi tổng đài nội hạt (chính là nút dịch vụ).
Mạng truy nhập có vai trò hết sức quan trọng trong mạng viễn thông và là
phần tử quyết định trong mạng thế hệ sau NGN. Mạng truy nhập là phần lớn nhất
của bất kỳ mạng viễn thông nào, thường trải dài trên vùng địa lý rộng lớn. Theo
đánh giá của nhiều chuyên gia, chi phí xây dựng mạng truy nhập chiếm ít nhất là
một nửa chi phí xây dựng toàn bộ mạng viễn thông. Mạng truy nhập trực tiếp kết
nối hàng nghìn, thậm chí hàng chục, hàng trăm nghìn thuê bao với mạng chuyển
mạch. Đó là con đường duy nhất để cung cấp các dịch vụ tích hợp như thoại và dữ
liệu. Chất lượng và hiệu năng của mạng truy nhập ảnh hưởng trực tiếp đến khả
năng cung cấp dịch vụ của toàn bộ mạng viễn thông.
1.2.1 Những vấn đề của mạng truy nhập truyền thống
Sau nhiều thập kỷ gần như không có sự thay đổi đáng kể nào trong cấu trúc
cũng như công nghệ, mạng truy nhập thuê bao đang chuyển mình mạnh mẽ trong
nhiều năm gần đây. Với sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ và dịch vụ
viễn thông, những tồn tại trong mạng truy nhập truyền thống ngày càng trở nên sâu
sắc hơn. Các vấn đề này có thể tạm phân loại như sau:
+ Thứ nhất, với sự phát triển của các mạch tích hợp và công nghệ máy tính, chỉ
một tổng đài duy nhất cũng có khả năng cung cấp dịch vụ cho thuê bao trong một
vùng rất rộng lớn. Thế nhưng “vùng phủ sóng”, hay bán kính hoạt động của mạng
truy nhập truyền thống tương đối hạn chế, thường dưới 5 km. Điều này hoàn toàn
- không phù hợp với chiến lược phát triển mạng là giả m số lượng, đồng thời tăng
dung lượng và mở rộng vùng hoạt động của tổng đài.
+ Thứ hai, mạng truy nhập thuê bao truyền thống sử dụng chủ yếu là tín hiệu
tương tự với giải tần hẹp. Đây là điều cản trở việc số hoá, mở rộng băng thông và
tích hợp dịch vụ.
+ Thứ ba, theo phương phức truy nhập truyền thống, mỗi thuê bao cần có một
lượng khá lớn cáp đồng kết nối với tổng đài. Tính trung bình mỗi thuê bao có
khoảng 3km cáp đồng. Hơn nữa bao giờ cáp gốc cũng được lắp đặt nhiều hơn nhu
cầu thực tế để dự phòng. Như vậy tính ra mỗi thuê bao có ít nhất một đôi cáp cho
riêng mình nhưng hiệu suất sử dụng lại rất thấp, do lưu lượng phát sinh của phần
lớn thuê bao tương đối thấp. Vì vậy mạng truy nhập thuê bao truyền thống có chi
phí đầu tư cao, phức tạp trong duy trì bảo dưỡng và kém hiệu quả trong sử dụng.
1.2.2 Mạnh truy nhập dưới quan điểm của ITU-T
1.2.2.1 Định nghĩa
Theo các khuyến nghị của ITU-T, mạng truy nhập hiện đại được định nghĩa
như trên Hình 1.3. Theo đó mạng truy nhập là một chuỗi các thực thể truyền dẫn
giữa SNI và UNI. Mạng truy nhập chịu trách nhiệm truyền tải các dịch vụ viễn
thông. Giao diện điều khiển và quản lý mạng là Q3.
- POTS
PST Mạng
ISDN
N truy
Thực thể mạng Thuê bao
V.24
ISDN nhập
V.35
DDN
Leased
...
...
UNI – Giao SNI – Giao
diện người diện nút
sử dụng - dịch vụ
mạng
Hình 1.3 Kết nối mạng truy nhập với các thực thể mạng khác
Thiết bị đầu cuối của khách hàng được kết nối với mạng truy nhập qua UNI,
còn mạng truy nhập kết nối với nút dịch vụ (SN) thông qua SNI. Về nguyên tắc
không có giới hạn nào về loại và dung lượng của UNI hay SNI. Mạng truy nhập và
nút dịch vụ đều được kết nối với hệ thống TMN qua giao diện Q3.
Để giải quyết các vấn đề tồn tại trong mạng truy nhập truyền thống, một trong
những giải pháp hợp lý là đưa thiết bị ghép kênh và truyền dẫn vào mạng truy
nhập.
1.2.2.2 Các giao diện của mạng truy nhập
a. Giao diện nút dịch vụ:
Là giao diện ở mặt cắt dịch vụ của mạng truy nhập. Kết nối với tổng đài SNI
cung cấp cho thuê bao các dịch vụ cụ thể. Ví dụ tổng đài có thể kết nối với mạng
truy nhập qua giao diện V5.
Giao diện V5 cung cấp chuẩn chung kết nối thuê bao số tới tổng đài số nộ i
hạt. Giải pháp này có thể mang lại hiệu quả cao do cho phép kết hợp hệ thống
truyền dẫn thuê bao và tiết kiệm card thuê bao ở tổng đài. Hơn nữa phương thức
kết nối này cũng thúc đẩy việc phát triển các dịch vụ băng rộng.
- b. Giao diện người sử dụng mạng:
Đây là giao diện phía khách hàng của mạng truy nhập. UNI phải hỗ trợ nhiều
dịch vụ khác nhau, như thoại tương tự, ISDN băng hẹp và băng rộng và dịch vụ
leased line số hay tương tự...
c. Giao diện quản lý:
Thiết bị mạng truy nhập phải cung cấp giao diện quản lý để có thể điều khiển
một cách hiệu quả toàn bộ mạng truy nhập. Giao diện này cần phải phù hợp vớ i
giao thức Q3 để có thể truy nhập mạng TMN trong tương lai và hoàn toàn tương
thích với các hệ thống quản lý mạng mà thiết bị do nhiều nhà sản xuất cung cấp.
Hiện nay phần nhiều các nhà cung cấp thiết bị sử dụng giao diện quản lý của riêng
mình thay vì dùng chuẩn Q3.
1.2.2.3 Mạng truy nhập ngày nay
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 truyề n
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.
Từ những năm 90 mạng truy nhập đã trở thành tâm điể m chú ý của mọi
người. Thị trường mạng truy nhập đã thực sự mở cửa. Cùng với những chính sách
tự do hoá thị trường viễn thông của phần lớn các quốc gia trên thế giới, cuộc cạnh
tranh trong mạng truy nhập ngày càng gay gắt. Các công nghệ và thiết bị truy nhập
liên tiếp ra đời với tốc độ chóng mặt, thậm chí nhiều dòng sản phẩm chưa kịp
thương mại hoá đã trở nên lỗi thời.
Nhìn từ khía cạnh môi trường truyền dẫn, mạng truy nhập có thể chia thành
hai loại lớn, có dây và không dây (vô tuyến). Mạng có dây có thể là mạng cáp
đồng, mạng cáp quang, mạng cáp đồng trục hay mạng lai ghép. Mạng không dây
bao gồm mạng vô tuyến cố định và mạng di động. Dĩ nhiên không thể tồn tại một
công nghệ nào đáp ứng được tất cả mọi yêu cầu của mọi ứng dụng trong tất cả các
- trường hợp. Điều đó có nghĩa rằng mạng truy nhập hiện đại sẽ là một thực thể
mạng phức tạp, có sự phối hợp hoạt động của nhiều công nghệ truy nhập khác
nhau, phục vụ nhiều loại khách hàng khác nhau trong khu vực rộng lớn và không
đồng nhất.
Mạng truy nhập quang (OAN) là mạng truy nhập sử dụng phương thức truyề n
dẫn quang. Nói chung thuật ngữ này chỉ các mạng trong đó liên lạc quang được sử
dụng giữa thuê bao và tổng đài. Các thành phần chủ chốt của mạng truy nhập
quang là kết cuối đường dẫn quang (OLT) và khối mạng quang (ONU). Chức năng
chính của chúng là thực hiện chuyển đổi các giao thức báo hiệu giữa SNI và UNI
trong toàn bộ mạng truy nhập. Người ta phân biệt ba loại hình truy nhập quang
chính: Fiber to the curb (FTTC), Fiber to the building (FTTB), Fiber to the home
(FTTH) và fiber to the office (FTTO).
Cho tới nay trên thế giới có một khối lượng rất lớn cáp đồng đã được triển
khai. Theo một số nghiên cứu về mạng truy nhập, hiện nay cáp đồng vẫn là môi
trường truyền dẫn chính trong mạng truy nhập, chiế m tới khoảng 94%. Việc tậ n
dụng cơ sở hạ tầng rất lớn này là rất cần thiết và có lợi. Các công nghệ đường dây
thuê bao kỹ thuật số (xDSL) chính là giải pháp cho vấn đề này.
Ngoài các công nghệ truy nhập có dây, các phương thức truy nhập vô tuyế n
cũng phát triển rất mạnh. Các mạng di động GSM, CDMA đã có tới hàng trăm
triệu thuê bao trên khắp thế giới. Các phương thức truy nhập vô tuyến cố định cũng
ngày càng trở nên thông dụng hơn, do những lợi thế của nó khi triển khai ở các khu
vực có địa hình hiể m trở hay có cơ sở hạ tầng viễn thông kém phát triển. Ở các đô
thị lớn dịch vụ vô tuyến cố định cũng phát triển, đặc biệt khi nhà khai thác cần tiếp
cận thị trường một cách nhanh nhất.
Kết luận:
Với sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ và dịch vụ viễn thông thì
phát triển mạng truy nhập lên xDSL là một giải pháp chìa khoá để khắc phục
- những tồn tại của mạng truy nhập truyền thống. Chương II, sẽ nghiên cứu kỹ về họ
công nghệ xDSL và những ưu nhược điể m cũng như hạn chế của chúng.
1.3 Các công nghệ truy nhập khác
1.3.1 Công nghệ truy nhập sử dụng cáp đồng
Đây là công nghệ truy nhập tồn tại lâu đời nhất, xuất hiện từ những năm đầu
của lịch sử máy tính. Công nghệ truy nhập sử dụng cáp đồng đầu tiên phải kể đến
công nghệ truy nhập qua modem băng thoại ra đời từ những năm 50. Modem này
tiếp nhận dữ liệu của máy tính, chuyển sang dạng dữ liệu của đường thoại rồ i
truyền trên đôi dây cáp đồng trong dải băng tần 4Khz. Ngày nay, modem băng
thoại đã đạt tới tốc độ 28.8Kbps hoặc 33.6Kbps và đây là tốc độ chạ m trần của
truyền dữ liệu tương tự. Để modem này đạt tốc độ 56Kbps người ta đã sử dụng kỹ
thuật đưa thẳng dữ liệu số từ các nguồn dữ liệu (các ISP chẳng hạn) đến bộ giải mã
phía thuê bao mà không qua giai đoạn mã hoá để loại bỏ nhiễu lượng tử. Tuy nhiên
tốc độ chiều phát vẫn là 33.6Kbps hay khi hai người sử dụng dùng modem 56Kbps
để truyền số liệu thì không thể đạt tốc độ 56Kbps mà chỉ là 33.6Kbps. Với khoảng
cách càng xa thì khả năng gặp tổng đài tương tự càng lớn nên tốc độ thực tế lúc
này chỉ đạt 28.8Kbps. Ngay cả khi mọi việc đều tốt đẹp thì tốc độ 55,6Kbps vẫn là
khiêm tốn dù đó là tiến bộ cuối cùng của modem tương tự.
Đến năm 1977, mạng số đa dịch vụ ISDN lần đầu tiên được CCITT đề cập
đến và sau đó được triển khai ở nhiều quốc gia trên thế giới. Công nghệ ISDN
cung cấp thoại và số liệu trên cùng một đường dây thuê bao kỹ thuật số với giao
tiếp cơ sở BRI (2B+D) ở tốc độ 144Kbps. Tốc độ này quả là lý tưởng so với
modem băng thoại. Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất của ISDN sau gần 20 năm phát
triển là nó không đáp ứng được nhu cầu của khách hàng. Dù sao, IDSN vẫn không
phải là dịch vụ tự động 128Kbps mà nó chỉ là hai kênh 64Kbps riêng biệt, muố n
đạt được tốc độ 128Kbps thì phải mua thêm bộ thích ứng đầu cuối để nhập 2 kênh
này lại mà thiết bị này khá đắt. ISDN cũng không phải là công nghệ dành riêng cho
thuê bao mà toàn bộ tổng đài cũng phải lắp đặt thiết bị ISDN như: Tổng đài phải sử
- dụng kỹ thuật chuyển mạch số cùng với các phần cứng và phần mề m nâng cấp để
cung cấp các dịch vụ ISDN mà việc này cũng rất tốn kém. Hơn nữa, các dịch vụ
ISDN có giá phụ thuộc vào đường dài trong khi modem dial-up chỉ quay số đến
một ISP nội hạt và tốn cước phí thuê bao nội hạt hàng tháng còn miễn phí vận
chuyển qua Internet. Tới khi Web và công nghệ Internet bùng nổ, ISDN với lượng
thông tin khổng lồ, thời gian chiếm dụng lâu thì mạng PSTN thường xảy ra tắc
nghẽn. Càng ngày ISDN càng trở nên không lối thoát một phần do ISDN không
theo kịp nhu cầu của khách hàng một phần do với vốn đầu tư ban đầu quá lớn, giá
thành thiết bị cao kéo theo chi phí và cước sử dụng dịch vụ ISDN cao.
Công nghệ truy nhập T1/E1 sử dụng đôi cáp đồng để truyền dịch vụ T1/E1
với tốc độ 1.544Mbps hay 2.048Mbps là bước phát triển mới với tốc độ đáng ngạc
nhiên. Để đạt được tốc độ này, công nghệ T1/E1 cần có những yêu cầu kỹ thuật
đặc biệt như cần chuyển đổi đường dây thuê bao tương tự sang số, sử dụng k ỹ
thuật điều chế AMI ở T1 và HDB3 ở E1… và cần sử dụng bộ lặp trung gian do
khoảng cách truyền ngắn cộng với chi phí bảo dưỡng thiết bị đường dây cao nên
cước thuê bao cũng cao.
Sự xuất hiện của họ công nghệ đường dây thuê bao số xDSL đã mang lại cho
đôi dây đồng khả năng truyền tải dữ liệu với tốc độ vượt trội. Họ công nghệ này
bắt đầu từ tốc độ 144Kbps của IDSL, đã phát triển tới 1.5 đến 2Mbps với HDSL,
8Mbps với ADSL và bây giờ là 52Mbps với VDSL. Chính việc tận dụng cơ sở hạ
tầng cáp đồng sẵn có để truyền tải thông tin số băng rộng như: thông tin số liệu,
hình ảnh, âm thanh...đáp ứng được nhu cầu về thời gian thực, về tốc độ… cùng vớ i
khả năng cung cấp dịch vụ ngày càng phong phú theo sự phát triển của các phiên
bản mới như ADSL2, HDSL2 đã thúc đẩy công nghệ xDSL ngày càng phát triể n
rộng không chỉ phạm vi quốc gia mà trên toàn thế giới.
Xuất hiện sau xDSL, vào năm 1990, và chỉ đứng sau xDSL là công nghệ truy
nhập modem cáp. Đây là công nghệ cho phép cáp truy xuất thông tin tốc độ cao
đến các server từ xa như Internet server hay VoD server qua mạng truyền hình cáp
- (Cáp đồng trục) với tốc độ thay đổi phụ thuộc vào hệ thống modem cáp, kiến trúc
mạng cáp đồng trục và lưu lượng trên modem. Tốc độ theo chiều xuống có thể lên
đến 27Mbps. Tuy nhiên, đây là dung lượng tổng cộng của mọi người chia ra do cấu
trúc mạng dạng nhánh, thường thì dung lượng của một thuê bao chỉ từ 1-3Mbps. ở
chiều lên có thể đạt được 10Mbps nhưng thường là 1-2.5Mbps. Ưu điểm của
modem cáp là tận dụng được mạng truyền hình cáp sẵn có nên giảm chi phí, các
linh kiện tần số cao cần thiết cho hoạt động của modem cáp đã trở nên rất rẻ và
được bán đại trà. Nhưng cũng do làm việc ở tần số cao và có đến 90% cáp đi trong
nhà mà các cáp này thường được lắp đặt vội vã, cẩu thả nên dễ gây nhiễu cho tivi
và các thiết bị khác, giải pháp ở đây là cần phải đi lại dây ở nhà. Hơn nữa do việc
sử dụng chung các kênh đường lên nên dễ gây tắc nghẽn. Các nhà khai thác mạng
cáp đồng trục đang tiến hành cải tiến hạ tầng mạng cáp bằng cách đưa thêm mạng
cáp quang vào mạng cáp đồng trục thay truyền dẫn tương tự bằng truyền dẫn số
được gọi là mạng lai ghép HFC: Mạng HFC cung cấp gần 100 kênh truyền dẫn tốc
độ cao (6MHz) cho mỗi kênh phân phối các luồng video tương tự, số tới người sử
dụng và có thể mở rộng các dịch vụ băng rộng nhờ modem cáp. Tuy nhiên do
đường truyền HFC là chung nên băng thông khả dụng cho mỗi kênh khi có nhiều
người sử dụng không cao bằng DSL.
1.3.2 Công nghệ truy nhập sử dụng cáp sợi quang
Cáp quang có nhiều ưu điểm mạnh hơn so với cáp đồng như sợi cáp quang
cho phép truyền tín hiệu có cự ly xa hơn, khả năng chống nhiễu và xuyên âm tốt,
băng tần truyền dẫn rất lớn đảm bảo cho việc cung cấp các dịch vụ băng rộng tới
khách hàng… Mạng cáp quang chính là đích cuối cùng của các nhà quản lý mạng
Viễn thông để mở rộng các dịch vụ băng hẹp sang các dịch vụ băng rộng. Tuy
nhiên, việc xây dựng một mạng truy nhập cáp quang đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu rất
lớn, trong khi mạng cáp đồng nội hạt vẫn chưa sử dụng hết khấu hao. Hơn nữa,
nhu cầu sử dụng của mỗi thuê bao hiện nay vẫn chưa tận dụng hết khả năng của
cáp quang nên sẽ gây lãng phí. Giải pháp ở đây là lắp đặt cáp quang tới tận cụm
- dân cư hay tới các toà nhà, các trụ sở cơ quan lớn rồi từ đây sẽ sử dụng cáp đồng
để truyền tín hiệu tới từng thuê bao. Việc tồn tại đôi dây cáp đồng ở đoạn cuối này
cũng là một trong những yếu tố thúc đẩy xDSL phát triển vì xDSL hoàn toàn có
thể cung cấp các giải pháp truy nhập cho các dịch vụ tốc độ cao từ các khối ONU
của cấu trúc mạng truy nhập nói trên. Như vậy, công nghệ xDSL là giải pháp trung
gian hữu hiệu để cung cấp dịch vụ tới khách hàng trước khi có thể quang hoá mạng
truy nhập.
1.3.3 Công nghệ truy nhập vô tuyến
Công nghệ truy nhập vô tuyến có nhiều loại khác nhau. Công nghệ dịch vụ
phân phối đa điểm đa kênh MMDS là hỗn hợp của các dịch vụ video và truyền số
liệu tốc độ cao (chiều xuống lên tới 54Mbps). Hệ thống này cho phép các nhà cung
cấp dịch vụ ở xa không có cơ sở hạ tầng có thể cung cấp các truy nhập hiệu quả tớ i
khách hàng. MMDS đang có điều kiện thuận lợi để phát triển do ngày nay thị
trường điện thoại không dây và điện thoại di động đang được chú trọng. Tuy nhiên,
do cường độ tín hiệu rất thất thường và phải thực hiện tầ m nhìn thẳng nên vùng
phủ sóng bị giới hạn. Hơn nữa, MMDS sử dụng hệ thống và công nghệ mới nên
cần có thời gian để mạng ổn định. Dịch vụ phân phối đa điểm nội hạt LMDS hay
hệ thống truyền hình tế bào gần giống hệ thống MMDS, nó hoạt động ở dải tần
27.5GHz -29.5GHz. Về mặt lý thuyết, LMDS phủ sóng một vùng với nhiều tế bào
nên tránh được tầm nhìn thẳng của MMDS, các tế bào lân cận sử dụng cùng một
tần số nhưng phân cực khác nhau, các vùng tối được phủ sóng bằng trạm tiếp vận
hay các bộ phản xạ sóng thụ động. Với kích thước tế bào nhỏ LMDS gây khó khăn
trong việc triển khai cho các vùng ngoại ô nhưng với máy phát công suất nhỏ hơn
và vùng phủ tế bào nên có thể giữ giá thành đầu tư ở mức thấp. Công nghệ truy
nhập qua vệ tinh có ưu điể m về tầm phủ sóng rộng, không bị ảnh hưởng bởi
khoảng cách cũng như các điều kiện địa lý, tốc độ truyền dẫn cao (Có thể lên tới
23Mbps) nhưng độ trễ lan truyền lớn, các dịch vụ dụ thông tin vệ tinh có thể bị
máy bay và các vệ tinh thấp hơn che khuất, tuổi thọ của vệ tinh có hạn và được xác
- định bằng lượng nhiên liệu mà nó mang theo, việc cấp phép và quản lý tần số lại
phức tạp. Hơn nữa, giá của hệ thống thông tin vệ tinh cao nên công nghệ này vẫ n
chưa thể được phổ dụng. Mạch vòng thuê bao vô tuyến WLL hay thông tin di động
nội vùng cũng là một giải pháp được sử dụng ở nhiều nơi trên thế giới và đang
được phát triển tại Việt Nam. Công nghệ này được phát triển như một phương thức
bổ trợ cho các hệ thống mạng cáp thuê bao, mở rộng mạng điện thoại công cộng.
Mặc dù khả năng truyền tốc độ cao không bằng so với cáp đồng và chi phí cao hơn
nhưng WLL có nhiều ưu điểm trong các trường hợp cần giải quyết nhanh gọn và
địa hình phức tạp. So với cáp đồng và cáp quang thì hệ thống truy nhập vô tuyế n
chịu ảnh hưởng của môi trường truyền dẫn khắc nghiệt hơn.
nguon tai.lieu . vn
