Giới thiệu chung
1.1 Các đặc điểm của mạng viễn thông ngày nay:
Hiện nay, các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng rẽ, ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễn thông riêng biệt để phục vụ nó Thí dụ:
Mạng Telex: dùng để gửi các bức điện dới dạng các ký tự đã đợc mã hóa bằng mã 5 bit (mã Baudot) Tốc độ truyền rất thấp (từ 75 tới 300 bit/s) Mạng điện thoại công cộng, còn gọi là mạng POST (Plain Old Telephone Service): ở đây thông tin tiếng nói đợc số hóa và chuyển mạch ở hệ thống chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN (Public Swiched Telephone Network)
Mạng truyền số liệu: bao gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu giữa các máy tính dựa trên các giao thức của X.25 và hệ thống truyền số liệu chuyển mạch kênh dựa trên các giao thức X.21.
Các tín hiệu truyền hình có thể đợc truyền theo ba cách: truyền bằng sóng vô tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình CATV (Community Antenna TV) bằng cáp đồng trục hoặc truyền qua hệ thống vệ tinh, còn gọi là hệ thống truyền qua vệ tinh, còn gọi là hệ thống truyền hình trực tiếp DBS (Direct Broadcast System).
Trong phạm vi cơ quan, số liệu giữa các máy tính đợc trao đổi thông qua mạng cục bộ LAN (Local Area Network) mà nổi tiếng nhất là mạng Ethernet, Token Bus và Token Ring.
Mỗi mạng trên đợc thiết kế cho các dịch vụ riêng biệt và không thể sử dụng cho các mục đích khác Thí dụ, ta không thể truyền tiếng nói qua mạng chuyển mạch gói X.25 vì trễ qua mạng này quá lớn Hậu quả là hiện nay có rất nhiều loại mạng khác nhau cùng song song tồn tại Mỗi mạng lại yêu cầu phơng pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dỡng khác nhau Nh vậy hệ thống mạng viễn thông hiện tại có rất nhiều nhợc điểm mà quan trọng nhất là:
Chỉ truyền đợc các dịch vụ độc lập tơng ứng với từng mạng.
Thiếu tính mềm dẻo: Sự ra đời của các thuật toán nén tiếng nói, nén ảnh và tiến bộ trong công nghệ VLSI ảnh hởng mạnh mẽ đến tốc độ truyền tín hiệu Ngoài ra còn có nhiều dịch vụ truyền thông trong tơng lai mà hiện nay cha có dự đoán trớc đợc, mỗi loại dịch vụ sẽ có tốc độ truyền khác nhau Ta dễ dàng nhận thấy rằng hệ thống hiện mạng viễn thông hiện nay rất khó thích nghi với yêu cầu của các dịch vụ khác nhau trong tơng lai. Kém hiệu quả trong việc bảo dỡng, vận hành cũng nh việc sử dụng tài nguyên Tài nguyên sẳn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng cùng sử dụng.
1.2 Sự ra đời của công nghệ truyền dẫn mới – công nghệ sợi quang:
Trong thông tin sợi quang, các u điểm sau của sợi quang đợc sử dụng một cách hiệu quả: độ suy hao truyền dẫn thấp và băng thông lớn Thêm vào đó, chúng có thể sử dụng để thiết lập các đờng truyền dẫn nhẹ và mỏng (nhỏ), không có xuyên âm với các đờng sợi quang bên cạnh và không chịu ảnh hởng của nhiễm cảm ứng sóng điện từ Trong thực tế sợi quang là ph- ơng tiện truyền dẫn thông tin hiệu qủa nhất và kinh tế nhất đang có hiện nay
Trớc hết, vì có băng thông lớn nên nó có thể truyền một khối lợng thông tin lớn nh các tín hiệu âm thanh, dữ liệu, và các tín hiệu hỗn hợp thông qua một hệ thống có cự ly đến 100 GHz-km Tơng ứng, bằng cách sử dụng sợi quang, một khối lợng lớn các tín hiệu âm thanh và hình ảnh có thể đợc truyền đến những địa điểm cách xa hàng 100 km mà không cần đến các bộ tái tạo
Thứ hai, sợi quang nhỏ nhẹ và không có xuyên âm Do vậy, chúng có thể đợc lắp đặt dễ dàng ở các thành phố, tàu thuỷ, máy bay và các tòa nhà cao tầng không cần phải lắp đặt thêm các đờng ống và ống cáp.
Thứ ba, vì sợi quang đợc chế tạo từ các chất điện môi phi dẫn nên chúng không chịu ảnh hởng bởi can nhiễu của sóng điện từ và xung điện từ. Vì vậy, chúng có thể sử dụng để truyền dẫn mà không có tiếng ồn Điều đó có nghĩa là nó có thể lắp đặt cùng với cáp điện lực và có thể sử dụng trong môi trờng phản ứng hạt nhân
Thứ t, do nguyên liệu chủ yếu để sản xuất sợi quang là cát và chất dẻo-là những thứ rẻ hơn đồng nhiều-nên nó kinh tế hơn cáp đồng trục nhiều Giá thành của sợi quang sẽ giảm nhanh một khi công nghệ mới đợc đa ra Ngoài ra, do đặc trng là có độ tổn thất thấp giá thành lắp đặt ban đầu cũng nh giá thành bảo dỡng và sửa chữa cũng thấp bởi vì chúng cần ít các bộ tái tạo hơn.
Ngoài những u điểm đã nêu trên, sợi quang có độ an toàn, bảo mật cao, tuổi thọ dài và có khả năng đề kháng môi trờng lớn Nó cũng dễ bảo d- ỡng, sữa chữa và có độ tin cậy cao Hơn nữa, nó không bị rò rỉ tín hiệu và dễ kéo dài khi cần và có thể chế tạo với giá thành thấp Trong bảng dới đây trình bày tổng hợp các u điểm trên Nhờ những u điểm này, sợi quang đã đ- ợc sử dụng cho các mạng lới điện thoại, số liệu/máy tính, và phát thanh truyền hình (dịch vụ băng rộng) và ISDN, B-ISDN, điện lực, các ứng dụng y tế và quân sự, cũng nh các thiết bị đo
Các ưu nhược điểm của sợi quang Đặc tính Ưu điểm Nhược điểm Độ tổn thất thấp Cự ly tái tạo xa chi phí thiết bị đường dây dẫn Dải thông lớn Truyền dẫn dung lượng lớn
Giảm kích thước đường truyền dẫn Dễ lắp đặt và bảo dưỡng
Giảm chi phí lắp đặt cống Khó đấu nối
Phi dẫn Ngăn ngừa xuyên âm
Cần có các đường dây Cấp nguồn cho tiếp phát
Nguồn – cát Nguyên liệu phong phú Chi phí sản xuất rẻ
Cần có các phương thức chỉnh lõi mới (cáp) Đánh giá Đường truyền dẫn tuyệt vời Có thể giải quyết bằng các tiến bộ công nghệ mới
Nh vậy sợi quang đợc xem nh một đờng truyền dẫn tuyệt vời đợc sử dụng trong các mạng truy cập để truyền tải các dịch vụ khác nhau, dịch vụ băng hẹp cũng nh băng rộng Vấn đề ở đây là cần có một công nghệ chuyển mạch mềo dẻo, linh động thích hợp tơng ứng với đờng truyền dẫn trên để chuyển mạch một cách nhanh chóng, mềm dẻo, chính xác các dịch vụ đợc truyền trên Và công nghệ chuyển mạch ATM đợc xem nh là một giải pháp thích hợp đã, đang và sẽ đợc sử dụng trong nhiều mạng truy cập dịch vụ. ATM PON là một mạng truy cập hiệu quả nhất để cung cấp các dịch vụ đặc biệt là các dịch vụ băng rộng B-ISDN.
1.3 Sự ra đời của hệ thống viễn thông mới B-ISDN:
các dịch vụ băng rộng B-ISDN
2.1 Nhu cầu và khả năng phát triển của mạng B-ISDN, các loại hình dịch vụ B-ISDN:
2.1.1 Nhu cầu và khả năng phát triển của mạng B-ISDN:
Từ năm 1985 đã có các đề án để phát triển mạng số đa dịch vụ thành mạng số đa dịch vụ băng rộng (sự chuyển từ ISDN sang B-ISDN) Các nhà nghiên cứu đã, đang cố gắng tạo ra – một công nghệ mới nhanh hơn, linh hoạt hơn và ít tốn kém hơn Điều đó sẽ tạo điều kiện cho các công ty khai thác viễn thông có thể vận chuyển thông tin nhanh hơn, tạo ra nhiều lợi nhuận hơn và đặc biệt đối với khách hàng, sẽ có nhiều dịch vụ mới hơn Với sự phát triển của công nghệ chuyển mạch và truyền dẫn đã làm cho B-ISDN có tính khả thi và có ý nghĩa kinh tế cao
Với mạng B-ISDN, khách hàng sẽ đợc phục vụ với rất nhiều loại hình dịch vụ mới: Ngời ta có thể dùng VideoPhone trong hội nghị, thâm nhập ngân hàng dữ liệu, xem truyền hình qua mạng B-ISDN Đồ thị, hình ảnh và văn bản đợc trao đổi, dễ dàng hiển thị trên màn hình cũng nh có thể in ra máy in.
Bộ nhớ bán dẫn giảm 30% một năm
Bộ nhớ từ giảm 30% một năm
Hình 2.2: Giá của sản phẩm bán dẫn giảm theo thời gian
Tuy vậy việc ấn định các yêu cầu của chuyển mạch mới cũng sẽ phức tạp hơn Các mạng riêng rẽ trớc đây thờng tập trung vào một dịch vụ riêng biệt nên yêu cầu về mạng cũng riêng cho mỗi loại Ví dụ: Mạng truyền tín hiệu thoại cần yêu cầu về dải thông, tỉ số tín hiệu trên tạp nhiễu, thời gian thiết lập cuộc gọi và một số yêu cầu khác Nhng với B-ISDN cần phải hỗ trợ nhiều loại dịch vụ khác nhau, có dải biến động lớn nên sẽ tạo ra yêu cầu mạng khác nhau Chính vì vậy cần phải xem xét các dịch vụ của B-ISDN, trên cơ sở đó xây dựng cấu trúc mạng và các giao diện, giao thức cần thiết cho mạng.
2.1.2 Các yếu tố thúc đẩy quá trình phát triển của B-ISDN:
Có bốn yếu tố chính thúc đẩy quá trình phát triển của B-ISDN là:
- Thơng mại/Công nghiệp (Business/Industries)
- Tiêu chuẩn (Standards) a Công nghệ:
Giá thành của các sản phẩm bán dẫn hàng năm đều giảm so với các năm trớc đó nhng độ phức tạp của chúng lại càng ngày càng tăng lên, (xem hình 2.2) Ví dụ một máy tính PC của IBM khi mới ra đời chỉ có 64 Kbyte bộ nhớ, hai ổ mềm và chạy trên cơ sở CPU 8088/8086 với màn hình đơn sắc Tuy nhiên ngày nay khó có thể tìm thấy những máy tính này thậm chí cả đến máy với 80286 Trong khi đó một máy tính thời kỳ đầu có giá từ
2000 đến 3000 USD, vậy mà ngày nay một máy tính tơng thích với IBM phức tạp nhất chỉ có giá dới 2500 USD.
Hình 2.3 cho thấy cách mạng trong công nghệ cáp quang Dung lợng số liệu truyền trong một sợi quang đơn đã tăng lên nhanh chóng trong khi giá thành tính cho một bit đối với sợi quang lại giảm rất nhanh Trên thị tr- ờng năm 1995 đã có sợi quang đơn có thể truyền với tốc độ 2,4 Gbit/s và các thiết bị đầu cuối quang có thể sử dụng với tốc độ 9,6 Gbit/s Những cáp quang tốc độ cao này chủ yếu đợc dùng trong các mạng đờng trục Hiện nay ngời ta đã sử dụng cáp quang trong các mạng LANs cùng với công nghệ FDDI (giao diện quang phân bổ số liệu-Fiber Distributed Data Interface) Trớc đây không thể dùng cáp quang trong mạng LANs bởi vì giá của nó đắt hơn nhiều so với cáp đồng trục, nhng ngày nay vì giá thành hạ, cáp quang đã xuất hiện trong các mạng LANs
Hình 2.3: Công nghệ cáp sợi quang
BUS Định tuyến Định tuyến LAN dạng vòng
Một công nghệ khác thúc đẩy quá trình phát triển công nghệ băng rộng là công nghệ máy tính Giá máy tính cá nhân dùng trong gia đình đã giảm tới mức thấp nhất so với vài năm lại đây, và ngày nay có hơn 53% gia đình ở Mỹ đã có máy tính cá nhân b ứng dụng:
Các ứng dụng B-ISDN đợc đề cập ở đây là:
- Kết nối trong mạng LAN
- Siêu máy tính và kênh mở rộng
Kết nối trong mạng LAN:
Mạng LAN đợc sử dụng từ cuối thập kỷ 80 để kết nối các máy tính trong phạm vi một khu nhà hoặc một khu làm việc Khởi đầu dung lợng mạng đờng trục của LAN là 4 Mb/s sau đó nâng lên 10 Mb/s, 16 Mb/s và đến nay hơn 100 Mb/s Các mạng LAN này đều dựa trên thủ tục 802.x (x từ
1 đến 6) của IEEE Về số lợng của LAN cũng tăng lên nhanh chóng Hình 2.4 cho thấy việc kết nối các mạng LAN qua mạng công cộng.
Hình 2.4: Kết nối mạng LAN điển hình
Bảng 2.1 mô tả một số ứng dụng trên mạng LAN và đặc điểm về mặt tốc độ của chúng Chú ý rằng những ứng dụng này không phải là tất cả các ứng dụng cho mạng LAN, chúng chỉ là những ứng dụng chiếm phần lớn lu lợng trên mạng hoặc đợc sử dụng thờng xuyên. ứ ng dụng Tốc độ số liệu điển hình (bit/s)
Thâm nhập cơ sở dữ liệu từ xa
Hình ảnh Đa phơng tiện
Bảng 2.1: Các ứng dụng trên LAN và tốc độ của chúng
Hình 2.5 cho thấy môi trờng điển hình của CAD Lu lợng chủ yếu của mạng là thiết kế, sản xuất, tính toán Ngày nay lu lợng của CAD chủ yếu là nội hạt và truyền file giữa các trạm làm việc với máy tính chủ.
Tốc độ truyền trên mạng từ 56 kbit/s cho tới dung lợng lớn nhất hiện nay là hơn 1,5 Mbps.
Hình 2.5: Môi trờng điển hình của CAD
Thị tần là một trong những ứng dụng mới nhất khi trạm làm việc đồ họa và các bộ xử lý vector đợc sử dụng để xử lý số lợng lớn số liệu và hiển
Kü thuËt thị chúng dới dạng đồ họa mà con ngời có thể dễ dàng hình dung đợc Ngời ta phân biệt thị tần và CAD bởi hai yếu tố:
- Không biết chính xác mẫu vật lý hiện tại
- Hình ảnh hiển thị chỉ là một phần của đối tợng
Hình ảnh đợc định nghĩa là các t liệu, hình vẽ, hình ảnh và các thông tin khác đợc xử lý, lu trữ và phục hồi theo khuôn dạng Bitmapped (bản đồ bit) Các hệ thống số hóa, nén và lu trữ những thông tin này đợc gọi là hệ thống ảnh
Siêu máy tính và kênh mở rộng:
Siêu máy tính là thiết bị đặt ở một nơi xa và đợc kết nối vào mạng thông qua kênh mở rộng Kênh mở rộng cần thiết cho việc truy cập vào/ra của máy tính Cấu hình này cần thiết để phục vụ cho những nơi mà khả năng tính toán giới hạn hoặc không có máy tính chủ.
Kênh mở rộng có thể phục vụ việc kết nối giữa các máy tính chủ hoặc giữa máy tính chủ và các thiết bị ngoại vi Thiết bị ngoại vi có thể truy nhập vào máy tính chủ thông qua một trong các phơng thức:
- Nối trực tiếp vào cổng vào/ra
- Thông qua bộ xử lý đầu cuối FEP (Front – End Processor)
- Truyền thông tin nối tiếp trên đờng nối Đa phơng tiện: Đa phơng tiện là tổ hợp của nhiều dạng môi trờng thông tin giữa ngời sử dụng và máy Thiết bị cuối đa phơng tiện có thể cho phép hiển thị đồng thời văn bản, đồ họa và âm thanh đồng thời Trong đó các phần ứng dụng có thể thực hiện đơn hoặc dùng chung hệ thống Để có thể phục vụ truyền hình ảnh động và âm thanh thì trạm làm việc phải có năng lực xử lý đợc khối lợng số liệu cực lớn Trong trờng hợp truyền hình ảnh động, để có hình ảnh chuyển động toàn phần trong vòng 10 phút, với tín hiệu không nén, bộ nhớ cần thiết vào khoảng 22 Gbyte Tuy nhiên công nghệ nén tín hiệu ngày nay đã đạt đợc tỷ lệ hơn 10:1 và đang cố gắng tiến tới 50:1. c Thơng mại và công nghiệp:
công nghệ ATM
3.1 Giới thiệu về công nghệ ATM, so sánh STM và ATM:
Mạng thông tin số đa dịch vụ băng rộng (B-ISDN) có khả năng cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau trong phạm vi từ một dịch vụ đo thử từ xa có băng tần vài bit mỗi giây tới dịch vụ truyền hình có độ phân giải cao chiếm băng tần tới 150 Mbps Để đáp ứng cho một số lợng lớn các loại dịch vụ thì mạng B-ISDN đòi hỏi phải có độ rộng băng tần lớn và kỹ thuật chuyển mạch linh hoạt Đa sợi quang vào sử dụng đã cung cấp cho chúng ta một môi trờng truyền dẫn có độ rộng băng tần rộng tới phạm vi Gbit/s và có khả năng tăng tới hàng nghìn lần nữa Tuy nhiên kỹ thuật chuyển mạch cần để xây dựng mạng B-ISDN lại đang tụt hậu so với sự tiến bộ to lớn của kỹ thuật truyền dẫn Sự không tơng xứng đó là một thách thức mới đối với những nhà nghiên cứu để tạo ra công nghệ chuyển mạch mới có tốc độ chuyển mạch nhanh hơn, rẻ tiền hơn và linh hoạt hơn.
Phơng thức chuyển giao không đồng bộ ATM là kỹ thuật chuyển giao đã đợc CCITT (I.121) khuyến nghị để dùng cho mạng B-ISDN ATM là một kỹ thuật có triển vọng để thực hiện mạng tích hợp thuê bao với truyền dẫn và dễ dùng chung cho các thuê bao có các cuộc gọi nhiều tốc độ ở phơng thức ATM, tin tức đợc chia thành các gói có độ dài cố định (gọi là các tế bào ATM) và chỉ truyền dẫn tới các đích nhận tin đợc xác định bởi phần mào đầu của tế bào, khi tin tức đã đợc tạo lập Đích này đợc xác định bởi phần đầu của tế bào tin Mạng chuyển mạch gói thông thờng có vẻ nh mạng ATM về mặt tạo khối số liệu thành gói hoặc tế bào Tuy vậy, thiết bị chuyển mạch gói gắn liền với một máy tính để xử lý thông tin nên khả năng chuyển mạch bị giới hạn bởi năng lực của bộ xử lý và bộ xử lý này không thể truyền đi một số lợng lớn tin tức ở tốc độ cao Ngợc lại, mạng ATM có giao thức rất đơn giản và phần cứng của nó đợc chuyên dùng để chuyển mạch những khối lợng thông tin lớn, nh tín hiệu video chẳng hạn, đợc truyền đi với tốc độ cao qua đờng truyền tới mọi đích nhận.
Trong kỹ thuật chuyển tin ATM, tin tức từ các dịch vụ khác nhau nh tiếng nói, số liệu, hình ảnh tĩnh và động đợc chia thành các gói có độ dài cố định Việc chọn phơng thức ATM làm kỹ thuật chuyển tin sử dụng cho mạng B-ISDN dẫn tới phơng thức chuyển mạch các gói tế bào tin có độ dài cố định Khác với kỹ thuật chuyển mạch kênh, các bộ chuyển mạch đã đợc yêu cầu đáp ứng chuyển mạch gói tốc độ cao, do ATM đòi hỏi.
3.1.2 So sánh hai phơng thức chuyển giao STM và ATM:
3.1.2.1 Phơng thức chuyển giao đồng bộ STM:
Nhóm nghiên cứu XVIII của CCITT gọi chung các khía cạnh về chuyển mạch và ghép kênh là “các phơng thức chuyển giao” Phơng thức chuyển giao đồng bộ STM phân phối các khe thời gian trong một cấu trúc có chu kỳ, gọi là một khung, cho từng dịch vụ trong khoảng thời gian một cuộc gọi Mỗi kênh STM đợc nhận dạng bởi vị trí khe thời gian của nó trong một khung đồng bộ nh chỉ ra ở hình 3.1 Khi một khe thời gian đã đợc phân phối cho một kênh cụ thể, thì khe thời gian này đợc dành riêng trong suốt thời gian cuộc gọi Điều này đảm bảo phân phát các dịch vụ trong thời gian cuộc gọi và đảm đơng đợc các dịch vụ mà thông tin nó tạo ra là liên tục với một tốc độ không đổi Tuy nhiên, việc dành riêng một khe thời gian trong khung suốt thời gian cuộc gọi sẽ dẫn tới hiệu suất sử dụng băng tần thấp khi nguồn tin không tạo ra tin tức liên tục ở một tốc độ cố định.
Hơn nữa, kiểu cấu trúc cứng của phơng thức STM không thật linh hoạt trong việc quy định băng tần để đáp ứng cho phạm vi dịch vụ rộng của
H×nh 4.1: CÊu tróc ph©n khung mạng B-ISDN Cho dù có thể ghép nhóm khe thời gian thành một kênh cho các dịch vụ cần chuyển mạch một cách linh hoạt thì điều đó cũng đòi hỏi một sự phối hợp ghép nối các chức năng ánh xạ khá phức tạp ở cả phía thuê bao và phía mạng của một giao diện Để đơn giản hóa chức năng ánh xạ này, phơng thức STM có thể đợc cấu trúc để hỗ trợ cho những kênh có nhiều tốc độ bằng cách chia một khung thành nhiều nhóm có số lợng khe thời gian cố định, nhờ vậy có thể đáp ứng các tốc độ khác nhau Trớc hết tìm đúng đợc các nhóm kênh nhiều tốc độ không phải là dễ dàng vì các dịch vụ đợc cung cấp bởi mạng B-ISDN cho tới nay vẫn cha xác định rõ ràng Ngoài ra phơng thức STM nhiều tốc độ còn làm phức tạp thêm hệ thống chuyển mạch Từ góc độ hiệu suất sử dụng băng tần chuyển mạch theo từng cuộc nối thì thực hiện chuyển mạch riêng rẽ cho từng tốc độ kênh có hiệu quả cao hơn Tuy nhiên, khai thác chuyển mạch ghép sẽ làm phức tạp hơn công việc quản lý, dự phòng và bảo dỡng mạng Do có độ rộng băng tần cố định mà phơng thức STM bị hạn chế quá nhiều khi truyền các dịch vụ là một hỗn hợp biến động trong các phơng án có tốc độ kênh cố định.
3.1.2.2 Phơng thức chuyển giao không đồng bộ ATM-giải pháp khắc phục phơng thức STM.
Phơng thức chuyển giao không đồng bộ đợc đa ra để khắc phục các nhợc điểm của phơng thức STM Phơng thức chuyển giao không đồng bộ ATM là phơng thức chuyển giao đợc tổ công tác chuyên về băng tần rộng của mạng ISDN trực thuộc nhóm nghiên cứu XVIII của CCITT chọn làm cơ sở cho mạng ISDN băng rộng ATM là một kỹ thuật ghép kênh và chuyển mạch giống nh chuyển mạch gói có thời gian trễ nhỏ và độ rộng băng tần cao Trong ATM, băng tần hiệu dụng có thể đợc phân bố cơ động theo nhu cầu Phơng thức ATM còn tận dụng đợc lợi ích mang tính thống kê trong các dịch vụ phát sinh đột xuất mà vẫn đảm bảo chất lợng có thể chấp nhận đợc đối với các dịch vụ có tốc độ bit liên tục Chỉ một cấu trúc cũng có thể đợc dùng để chuyển mạch mọi dịch vụ.
Theo phơng thức ATM thì dòng bit đợc chia thành một số gói hoặc tế bào có độ dài cố định Mỗi một tế bào có một trờng bit mở đầu mang thông tin điều khiển mạng và một trờng bit mang số liệu của thuê bao Khác với STM, ở đó việc nhận dạng cuộc gọi dựa vào vị trí khe thời gian trong khung, còn ATM liên kết các tế bào với các cuộc gọi bằng nhãn hiệu ở phần mở đầu của tế bào Việc đấu nối các cuộc gọi đợc thực hiện bằng cách lập các bảng dịch tại các bộ chuyển mạch và các điểm ghép kênh, các bảng này ánh xạ một nhãn hiệu dẫn vào thành một tuyến dẫn ra và một nhãn hiệu dẫn ra Tuyến nối theo nhu cầu nh vậy, đợc gọi là một mạch ảo, bởi vì không có một băng tần nào quy định cho toàn bộ thời gian một cuộc gọi. Ưu điểm của phơng thức ATM là tiết kiệm đợc băng tần khi mà nguồn tạo ra các tế bào tin có tốc độ biến đổi ngẫu nhiên.
Thuật ngữ “không đồng bộ” ở phơng thức ATM không ám chỉ các hệ thống truyền dẫn không đồng bộ ATM là không đồng bộ theo nghĩa không có tính định kỳ theo thứ tự cho các dòng tin khác nhau mà chúng tạo thành một kênh ghép ATM nh chỉ ra ở hình 3.2 Vì một nguồn tạo ra các tế bào tin có tốc độ phù hợp với dịch vụ của nó nên không cần phải cố định các tốc độ kênh Vì vậy chỉ đòi hỏi một kiểu cấu trúc chuyển mạch.
Hình 3.2: Cấu trúc của ATM
3.2.1 Xu hớng chuẩn hóa và cấu trúc giao thức:
Khi môi trường của xã hội thông tin được hoàn thiện, thì mạng giao tiếp thông tin bǎng rộng cần thiết phải tỏ ra thích nghi với các tính nǎng như tốc độ cao, bǎng rộng, đa phương tiện Và vì vậy phải tính đến việc thiết lập mạng thông tin tốc độ siêu cao ở tầm quốc gia.
Mạng thông tin tốc độ siêu cao đã dựa vào sử dụng công nghệ ATM (phương thức truyền tải không đồng bộ) để tạo ra mạng lưới quốc gia rộng khắp với tính kinh tế và hiệu quả cho phép các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp nhiều loại hình dịch vụ thông tin khác nhau.
Công nghệ ATM được hình thành từ công nghệ ATD (phân chia theo thời gian không đồng bộ) đã được đưa ra trên mạng viễn thông của Pháp nǎm
1983 và FPS (chuyển mạch gói tốc độ cao) của Bell Lab của nước Mỹ.
ATM là sự kết hợp của công nghệ truyền dẫn và công nghệ chuyển mạch qua mạng giao tiếp chuẩn, dựa vào công nghệ ATM để phân chia và ghép tiếng nói, số liệu, hình ảnh, vào trong một khối có chiều dài cố định được gọi là tế bào Đặc điểm chính của ATM là thông tin được cấu tạo từ các tế bào ở trong một khổ thích hợp của thời gian thực truyền tải thông tin và cách thức truyền tải có thể chứng minh rằng tất cả các dịch vụ bǎng rộng không ảnh hưởng tới tốc độ thông tin.
Trong mạng ATM tin tức là các tế bào được gửi từ thiết bị đầu cuối được xắp xếp trong tín hiệu số sao cho mạng với tốc độ xử lý khoảng vài Gbps có thể được sử dụng để truyền hoặc chuyển mạch các tế bào đó, cũng như vậy toàn bộ các thông tin đã được truyền bằng các tế bào với chiều dài cố định Từ đây ta có thể thiết lập mạng liên kết đa phương tiện mà nó có thể xử lý nhiều loại hình thông tin khác nhau như tiếng nói, số liệu, hình ảnh, một cách đồng nhất Hiện nay mạng giao tiếp số liệu tốc độ cao,
Thoại mạng liên kết phương tiện ATM-LAN và mạng giao tiếp hình ảnh là các hệ thống mới hiện hành đang sử dụng các đặc điểm của ATM.
3.2.1.1 Xu híng chuÈn hãa ATM:
Vì việc chuẩn hoá giao thức xoay quanh OSI được coi là quan trọng trong môi trường nhiều nhà sản xuất thiết bị của mạng máy tính, nên việc chuẩn hoá môi trường ATM được phát triển để có tính tương hợp chung trong các lĩnh vực khác nhau Chuẩn hoá ATM trong mạng công cộng được thực hiện bởi chính phủ và các nhà cung cấp thông tin đã được đề xướng bởi tổ chức trước đây nguyên từ CCITT nǎm 1987 và các khuyến nghị về các chỉ tiêu kỹ thuật đã được thiết lập bởi ITU-I hiện hành Mặt khác, ATM Forum và IETF Internet đã áp dụng việc chuẩn hoá trong mạng riêng từ nǎm 1992.
ATMF nhằm vào sự phát triển tiêu chuẩn thiết bị ATM để có thể ứng dụng cho các hệ thống công cộng cũng như chuẩn công nghiệp đã đòi hỏi cung cấp công nghệ ATM cho mạng công cộng ngay tức thì Nó cũng mở rộng vùng phát triển để chuẩn cho sự cân đối mối quan hệ giữa ATM-LAN và ATM-WAN.
Mạng quang thụ động PON
4.1 Cấu trúc của mạng thuê bao quang:
Ngày nay trên thế giới các mạng thuê bao vẫn gần nh sử dụng hoàn toàn các đôi cáp đồng, do hạn chế về băng tần mà các đôi cáp đồng này không phù hợp để truyền các dịch vụ băng rộng, ví dụ nh các dịch vụ truyền hình hay truyền số liệu tốc độ cao.
Các nhà cung cấp muốn tạo ra một nguồn lợi nhuận mới bằng cách cung cấp các dịch vụ mới và trực tiếp khai thác băng tần rộng của sợi quang trong mạng nội hạt để khắc phục những hạn chế của cáp đồng Khái niệm về hệ thống cáp sợi quang cung cấp dịch vụ nằm giữa tổng đài và thuê bao đợc gọi là FITL (Fiber in The Loop).
Trên hình 4.1 trình bày một số phơng pháp sử dụng sợi quang trong mạng thuê bao Trong tất cả các trờng hợp, các đầu cuối quang có thể đợc đặt tại tổng đài giao diện trực tiếp với tổng đài, hay đợc đặt tại các vị trí ở xa, mà ở đó nó có thể giao diện với các bộ tập trung hay với các thiết bị ghép kênh SDH hay qua các thiết bị nối chéo số Phụ thuộc vào vị trí của các khối mạng quang (ONU-Optical Network Unit) ta có các cấu trúc khác nhau.
Trong hình vẽ 4.1 các cấu trúc đợc thể hiện cho mạng PON, các phần dới đây sẽ mô tả cho mạng PON Tuy nhiên các nguyên lý này vẫn đúng cho mạng FITL nói chung (giả sử ta thay các điểm rẽ nhánh thụ động trong mạng PON bằng các thiết bị ghép kênh trong cấu trúc SDH)
Hình 4.1: Các cấu trúc của mạng thuê bao quang
Dịch vụ b¨ng réng Thoại
Vùng thuê bao Cáp quang
4.2 Lịch sử phát triển và tổng quan về PON:
4.2.1 Lịch sử quá trình phát triển của PON:
Hoạt động của PON chính thức lần đầu tiên đợc khởi xớng vào mùa xuân 1995 khi một nhóm gồm bảy nhà điều hành, khai thác mạng đã thành lập tổ hợp các mạng truy cập dịch vụ đầy đủ (FSAN- Full service access Networks) Thành quả của nhóm này đã định nghĩa một tiêu chuẩn chung cho thiết bị PON để cho các nhà bán hàng và các nhà điều hành thiết bị có thể cùng nhau có mặt trong một thị trờng mang tính chất cạnh tranh đối với thiết bị PON Kết quả của lần nỗ lực đầu tiên này là sự ra đời hệ thống PON
155 Mb/s đã đợc chỉ định rõ trong một loạt các tiêu chuẩn ITU-T G.983 Hệ thống này đợc biết đến nh hệ thống B-PON, và nó sử dụng ATM nh một giao thức truyền tải (chuyển giao) của nó (cũng đợc biết đến nh giao thức APON)
Các chuẩn APON đã đợc cải tiến nâng cao hơn để cung cấp cho tốc độ bit 622 Mb/s cũng nh các đặc tính bổ sung trong dạng bảo vệ, ấn định dải thông động và nhiều hơn nữa
Song song với hoạt động trên, vào đầu năm 2001, tổ chức IEEE đã cho thành lập nhóm EFM (Ethernet in the First Mile), tạo ra một viễn cảnh lớn, đầy triển vọng mà có thể tiến xa hơn trong việc truy nhập sợi quang
Nhóm này làm việc dới sự ủng hộ và đỡ đầu của nhóm IEEE 802.3, là nhóm cũng đã phát triển về các chuẩn Ethernet, và theo đúng nghĩa thì bị hạn chế trong kiến trúc và làm đúng theo lớp MAC 802.3 hiện hành Công việc của nhóm này là tập trung vào việc chuẩn hoá một hệ thống 1,25 Gbit/s đối xứng chỉ cho truyền tải Ethernet.
Vào năm 2001, nhóm FSAN đã đề xớng một giải pháp cho việc chuẩn hoá các mạng PON hoạt động tại tốc độ bit lớn hơn 1 Gbit/s Xuất phát từ nhu cầu cung cấp tốc độ bit cao hơn, một giao thức toàn diện đã đợc mở ra cho việc tái nghiên cứu và giải pháp tìm kiếm sẽ là tối u nhất và hiệu quả nhất trong phạm vi cung cấp đa dịch vụ, chức năng OAM&P.
Kết quả của lần nghiên cứu gần đây nhất của nhóm FSAN đã đa ra một giải pháp mới vào thị trờng truy nhập sợi quang- đó là GPON (Gigabit PON), cho phép hỗ trợ tốc độ bit cao trong việc truyền tải các dịch vụ phức tạp, riêng dữ liệu và TDM thì ở dạng gốc của chúng, với một hiệu quả vô cùng cao
Các mạng quang thụ động (PON) đã xuất hiện trong các giai đoạn khác nhau từ khi một vài hoạt động khởi xớng của ngành viễn thông Anh- British Telecom vào cuối những năm 1980 lúc bây giờ đợc đợc biết đến nh mạng TPON (Telephone PON) Từ thời gian ấy, các nhà cung cấp dịch vụ và bán thiết bị đã cùng thống nhất với nhau đã chọn lọc sử dụng các giao thức và công nghệ khác nhau để chuyển giao các giải pháp cho PON, là thị trờng thích hợp nhất cho FTTH và FTTB.
Có các dạng PON chủ yếu sau đây:
Các chỉ tiêu kỷ thuật của PON đầu tiên đợc định nghĩa bởi nhóm FSAN sử dụng ATM nh là giao thức báo hiệu lớp 2 của chúng Chẳng hạn, chúng trở nên đợc biết nh các hệ thống PON dựa trên ATM hoặc các hệ thèng APON.
Việc dùng thuật ngữ APON đã dẫn đến các khách hàng tin rằng chỉ có các dịch vụ ATM có thể đợc cung cấp đến những ngời sử dụng cuối, vì vậy FSAN đã quyết định mở rộng tên thành Broadband-PON (PON băng rộng) Các hệ thống BPON cung cấp nhiều dịch vụ băng rộng bao gồm truy cập Ethernet và phân phối video.
Các mạng BPON đợc định nghĩa bởi các uỷ ban FSAN và ITU bao gồm cả các nhà bán thiết bị và các nhà cung cấp dịch vụ
4.2.2.2 APON – Các hệ thống PON dựa trên ATM:
Các hệ thống APON dựa trên cơ sở giao thức truyền tải ATM Sự truyền tải dòng xuống là một dòng ATM liên tục với tốc độ bit 155,52 Mbit/s hoặc 622,08 Mbit/s với các tế bào OAM lớp vật lý (PLOAM) chuyên dụng đợc chèn vào để tạo thành dòng dữ liệu Dòng truyền tải lên ở dạng các cụm (Burst) bao gồm các tế bào ATM, với 3 byte phần mào đầu lớp vật lý đợc gắn vào tế bào 53 byte tế bào ATM để cho phép truyền và nhËn côm
Hệ thống truy cập quang ATM PON
5.1 Giới thiệu về ATM PON:
5.1.1 Hệ thống truy cập quang ATM: Để cung cấp một cách đầy đủ các dịch vụ đa phơng tiện, việc đa công nghệ ATM vào các hệ thống truy cập quang đã chứng minh nó là một u thế, và vì vậy việc tiêu chuẩn hóa, chủ yếu cho cấu hình ATM-PON, đang đợc đẩy mạnh, cải tiến trên bình diện quốc tế Hệ thống truy cập ATM này có các đặc trng là đáp ứng đợc các nhu cầu đối với hệ thống, bao gồm chi phí thấp, tính mềm dẻo và áp dụng trên phạm vi toàn thế giới
5.1.1.1 Các yêu cầu đối với hệ thống truy cập:
Một hệ thống truy cập ATM đòi hỏi phải thoả mãn các yêu cầu sau ®©y:
Hệ thống này có thể đợc xây dựng với chi phí thấp, bởi vì việc giảm chi phí là một giải pháp hiệu quả để thực hiện FTTH (sợi quang tới gia đình)
Hệ thống phải có chức năng xử lý cao và hiệu suất cao để đạt đợc các yêu cầu đối với các dịch vụ băng rộng mới, phong phú, băng tần rộng.
Là một hệ thống có thể cung cấp cả dịch vụ mới và cũ Các dịch vụ cũ là các dịch vụ truyền thống nh thoại, các dịch vụ băng hẹp khác…) Hệ thống này phải là mềm dẻo tính đến sự hỗ trợ của các loại hình (topo) mạng khác nhau
Hệ thống này phải cung cấp cho toàn cầu, mang tính chất rộng rãi toàn cầu, chẳng hạn nh việc xác nhận các tiêu chuẩn và sự thông qua của các thành phần tiêu chuẩn
Từ việc nghiên cứu các kết quả này, nhóm FSAN đang đẩy mạnh việc chuẩn hóa không thực tế các hệ thống truy cập tiết kiệm, chi phí thấp dựa trên cơ sở:
Sử dụng một hệ thống ATM-PON cho các đờng dây thuê bao.
Sử dụng một giao diện VB5 cho SNI.
5.1.1.2 Các đặc trng của hệ thống trong tơng lai:
Nghiên cứu các yêu cầu trên, FSAN quyết định bao gồm các đặc trng trong hệ thống truy cập ATM sẽ đợc phát triển:
(1) Chấp nhận ATM-PON và SS (Single Star: sao đơn) cho các giao diện đờng dây thuê bao phụ thuộc vào dịch vụ
(2) Chấp nhận kỹ thuật PLC (Planer Lightwave Circuit) cho các môđun quang của ONU.
(3) Thông qua sử dụng phơng pháp công nghệ LSI mới nhất
(4) Hỗ trợ một giao diện VB5 cho SNI, và thực hiện một chức năng tập trung VC.
(5) Cung cấp ATC (khả năng truyền tải ATM) và QoS (Chất lợng của dịch vụ) khác nhau.
(6) Cung cấp các chức năng UNI (User Network Interface) khác nhau bằng các LCs tơng thích (line card) Các chức năng này bao gồm các giao diện Ethernet cho ATM, STM xDSL (Digital Subscriber Line) và các môi trêng LAN truyÒn thèng
(7) Cung cấp (hỗ trợ) các topo (loại hình, kiểu) mạng khác nhau nh dạng lới, dạng vòng bằng một hệ thống đơn lắp đặt các giao diện tơng thích khác nhau
(8) Việc thực hiện sự triển khai hệ thống và một quy mô hệ thống tối u dựa trên cơ sở cáct dạng khối làm sẵn, đó là các mođun ví dụ nh mô đun quang OLT…).
(9) Hệ thống này phải phù hợp với ITU-T, FSAN, ATM-Forum và các tiêu chuẩn khác khác nhau.
5.1.2 Giới thiệu về hệ thống ATM PON:
Giống nh các ứng dụng Internet chẳng hạn nh việc gửi/nhận th điện tử và sự phát triển của các trang chủ trình duyệt, các phơng tiện trao đổi dữ liệu không bị hạn chế đến các ứng dụng thơng mại và cũng nh nhanh chóng mở rộng tới từng gia đình Bằng cách này, các đờng dây truy cập cung cấp cho những ngời sử dụng với một phơng pháp truy cập các dịch vụ, đã đợc đa dạng hóa gần đây Dịch vụ truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao bằng ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) sử dụng các dây kim loại, các dịch vụ truyền dẫn thoại/dữ liệu sử dụng các mạng CATV, và các dịch vụ truy cập Internet sử dụng các thiết bị không dây chẳng hạn nh các điện thoại di động đã đem lại cho những ngời sử dụng một dải lựa chọn rộng để đạt đợc các nhu cầu của họ
Việc triển khai công nghệ PON vào trong FTTH, là cấu hình điển hình của dịch vụ sợi quang mà đợc sử dụng trong các hệ thống truy cập đã nói ở trên, đã đạt đợc chất lợng cao, cho phép truyền dẫn băng rộng tốc độ lớn và cũng cho phép giảm các chi phí xây dựng mạng, bảo dỡng…) Việc ứng dụng công nghệ ATM cũng cho phép cung cấp một cách mềm dẻo các dịch vụ chẳng hạn nh tốc độ truy cập thay đổi từ thấp đến cao, và nhiều loại hình bảo đảm chất lợng dịch vụ nhằm thoả mãn các nhu cầu của ngời sử dụng Các hệ thống truy cập đợc ứng dụng trong công nghệ ATM-PON, là công nghệ kết hợp giữa công nghệ ATM và PON, sẽ cho phép cung cấp dịch vụ nhanh hơn, hiệu quả hơn với giá rẻ hơn trong tơng lai gần
Hệ thống ATM PON này tuân theo tiêu chuẩn FSAN/ITU-T, đó là một công nghệ truy cập ATM tiêu chuẩn quốc tế, và có thể đợc phát triển một cách toàn cầu Việc thông qua (chấp nhận) công nghệ truyền dẫn mới nhất này cho phép hệ thống này cung cấp một bảng lựa chọn dịch vụ phong phú dồi dào đến ngời sử dụng
5.2 Định nghĩa và tổng quan về ATM PON:
5.2.1 Định nghĩa về ATM PON:
Từ năm 1995, một nhóm có uy tín lớn gồm các hãng truyền tải và các nhà cung cấp thiết bị viễn thông khắp thế giới đã phát triển các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu cho mạng truy cập dịch vụ đầy đủ với ATM PON đóng vai trò nh là công nghệ trung tâm và chính thức định nghĩa ATM PON nh một mạng quang thụ động dựa trên chế độ truyền tải ATM nhằm cung cấp một cách hiệu quả nhất các dịch vụ băng rộng, các dịch vụ đa phơng tiện tiên tiến cũng nh các dịch vụ kế thừa chẳng hạn nh lớp T1 (Tier 1) và đã đa ra một số tiêu chuẩn quốc tế về ATM PON
5.2.2 Tổng quan về hệ thống ATM PON:
Sự triển khai của kỹ thuật sợi quang tới các hộ gia đình, các doanh nghiệp (FTTH và FTTB) và các dạng cấu hình khác đã sẵn sàng thay đổi cách thức thông tin dịch vụ - chủ yếu là tiếng nói, dữ liệu, các dịch vụ truyền hình ảnh sẽ đợc phân phối vào thế kỷ 21, thông tin dựa trên hoạt động thơng mại Sự quan tâm chủ yếu dành cho các doanh nghiệp và hộ gia đình đối với các dịch vụ băng rộng và tiên tiến, chẳng hạn nh truy cập Internet tốc độ cao, thơng mại điện tử, truyền hình theo yêu cầu, phát thanh truyền hình số quảng bá, hội nghị điện thoại, và hệ thống thầy thuốc từ xa và các dạng khác…) Tuy nhiên do không có sẵn hoặc thiếu băng tần dành cho các dịch vụ này để phân phối hiệu quả đến cho từng hộ gia đình và các doanh nghiệp nên đã bóp chẹt, làm hạn chế sự phát triển của các ứng dụng đa phơng tiện mới
Hình 5.1: Các kiến trúc ATM-PON
Một mạng quang phân bố với ATM PON là công nghệ trung tâm hứa hẹn đem nhiều lợi ích đến đầu cuối ngời sử dụng cũng nh các hãng truyền tải và các nhà cung cấp dịch vụ Khi việc truy cập mạng quang đạt đ- ợc một mức nào đó đáng kể, các doanh nghiệp và khách hàng sẽ nhận thấy rõ đợc thời cơ dành cho các dịch vụ tiên tiến với một giá tơng đối thấp Bởi vì sự tiết kiệm giá vốn có với dạng ATM PON nên các nhà truyền tải thông tin và các nhà cung cấp dịch vụ sẽ nhận ra hiệu quả trong việc cung cấp các ứng dụng trong tơng lai và trong việc nâng cao băng tần để nhằm làm thoả mãn nhu cầu của khách hàng.
5.3 Cấu hình và các đặc trng của hệ thống ATM PON:
5.3.1 Kỹ thuật truy cập sợi quang:
Kết luận và phơng án triển khai ATM PON ở Việt Nam
6.1 Kết luận về hệ thống ATM PON:
Có thể thấy rằng nhu cầu về dịch vụ ngày nay xuất hiện càng nhiều, không những phong phú về chủng loại, về số lợng mà còn cả về chất lợng. Các nhu cầu về các dịch vụ băng rộng tiên tiến ngày càng gia tăng mà các dịch vụ mới yêu cầu một băng tần lớn mà hầu nh các mạng hiện tại rất ít khi đáp ứng đợc Vì vậy cần có một sự nâng cấp hoặc lắp đặt, thiết kế các mạng mới nhằm đáp ứng nhu cầu dịch vụ đó Với sự xuất hiện của công nghệ cáp quang, đã mở ra một kỹ thuật truyền dẫn tuyệt vời Nó là một ph- ơng tiện truyền dẫn có băng thông rất lớn, có thể nói là hầu nh không giới hạn Vì vậy các tín hiệu băng rộng có thể đợc truyền rất hiệu quả qua đờng truyền này Tuy nhiên chi phí cho các hệ thống truyền dẫn cáp quang này rất đắt, đòi hỏi phải có một cấu hình, một kiến trúc quang sợi phù hợp, có chi phí thấp mà vẫn cung cấp hiệu quả đợc các loại dịch vụ Mạng PON chính là một hệ thống truyền dẫn mà tiết kiệm đợc sợi quang nhất, thỏa mãn đợc yêu cầu đó Hệ thống PON có nhiều loại kiến trúc, trong đó kiến trúc dạng “cây và nhánh” đợc sử dụng nhiều nhất với các loại cấu hình khác nhau nh:
FTTR: Fiber To The Rural: Sợi quang đến vùng nông thôn
FTTC: Fiber To The Curb: Sợi quang đến vùng dân c/khu nhà FTTF: Fiber To The Floor: Sợi quang đến tận nhà
FTTB: Fiber To The Building: Sợi quang đến tòa nhà
FTTO: Fiber To The Office: Sợi quang đến cơ quan/công sở và cuối cùng là sợi quang đợc đa đến tận gia đình để đạt đợc cáp quang hóa thuê bao FTTH – Fiber To The Home Các bớc cáp quang hóa thuê bao có thể đợc mô tả trong hình 6.1 Hệ thống PON có thể dần từng b- ớc thực hiện cáp quang hóa toàn bộ thuê bao thông qua triển khai các cấu hình của nó.
Hình 6.1: Các bớc cáp quang hóa hoàn toàn thuê bao
FTTR FTTC FTTF FTTB FTTO
FTTHMạng đuờng trục Mạng trung kế Mạng truy cập thuê bao
Mạng PON là một hệ thống truyền dẫn cung cấp hiệu quả cả các dịch vụ băng rộng cũng nh các dịch vụ băng hẹp ISDN truyền thống Nhng chỉ với một kỹ thuật truyền dẫn nh vậy thôi thì cha đủ Vì để đáp ứng cho một số lợng lớn các loại dịch vụ thì mạng B-ISDN ngoài đòi hỏi phải có độ rộng băng tần lớn để truyền dẫn thì còn cần phải có một kỹ thuật chuyển mạch linh hoạt Tuy nhiên kỹ thuật chuyển mạch để xây dựng mạng B-ISDN lại đang tụt hậu so với sự tiến bộ to lớn của kỹ thuật truyền dẫn Sự không tơng xứng đó là một thử thách mới đối với những nhà nghiên cứu để tạo ra công nghệ chuyển mạch mới có tốc độ chuyển mạch nhanh hơn, rẻ tiền hơn và linh hoạt hơn Và phơng thức chuyển giao không đồng bộ ATM đã đợc CCITT (I.121) khuyến nghị để dùng cho mạng B-ISDN và thực tế đã đáp ứng đợc sự trông đợi đó ATM vừa có u điểm chuyển mạch tốc độ nhanh, rẻ tiền, dễ hoạt động và mềm dẻo Nó có u thế vợt hẳn phơng thức chuyển giao đồng bộ STM đợc sử dụng trong hầu hết các hệ thống truyền dẫn trớc đó Sự kết hợp giữa công nghệ ATM và mạng PON đã mở ra một hệ thống truy cập băng rộng hiệu quả nhất, kinh tế nhất và là xu hớng tất yếu cho quá trình cáp quang hóa các thuê bao
6.2 Phơng án triển khai mạng ATM PON ở Việt Nam:
6.2.1 Đặc điểm mạng viễn thông hiện tại ở nớc ta và xu hớng phát triển:
Các đặc điểm mạng viễn thông hiện tại ở nớc ta và xu hớng phát triển đợc trình bày ở trong bảng 6.1.
Mạng Phơng thức truyền dẫn Xu hớng phát triển
Vệ tinh Đờng trục liên tỉnh Cáp quang
Nội tỉnh Vi ba, vô tuyến Cáp quang
Vi ba Truy cập Thuê bao Cáp đồng
Cáp đồng Vô tuyến Cáp quang
Bảng 6.1: Mạng viễn thông hiện tại và xu hớng phát triển
Phân tích các đặc điểm của mạng viễn thông của nớc ta hiện tại và xu hớng phát triển của nớc ta đối với mạng truy cập thuê bao, có thể thấy đợc rằng các mạng truy cập thuê bao có dây ngày nay chủ yếu là cáp đồng, trong thời gian tới có thể đợc bổ sung thêm cáp đồng nhng xu hớng chủ yếu là tiến tới cáp quang hóa mạng truy cập thuê bao Vì vậy việc triển khai mạng ATM PON đối với mạng viễn thông nớc ta đợc thực hiện bằng việc nâng cấp các mạng cáp đồng hiện tại.
6.2.2 Phơng án triển khai mạng ATM PON ở nớc ta:
6.2.2.1 Chuyển từ mạng HFC lên ATM PON:
Mạng HFC hiện nay ở nớc ta đang đợc triển khai mạnh mẽ ở nhiều thành phố và các tỉnh lớn nh Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dơng, Nghệ An, Hà Tây…) vì nhu cầu về loại hình dịch vụ này càng tăng và đợc đông đảo mọi ngời càng ngày càng chú ý, hầu nh các gia đình nơi có hệ thống truyền hình cáp triển khai đều đăng ký thuê bao Số lợng thuê bao truyền hình cáp ở cáp thành phố lớn ngày càng nhiều Có thể nói rằng mạng truyền hình cáp mới đợc triển khai ở nớc ta cha đợc bao lâu nên số lợng thuê bao này mạng truyền hình cáp hiện tại có thể đáp ứng đợc, cũng cha thể cáp quang hóa đợc các hộ thuê bao này Mạng truyền hình cáp hiện nay đang lai giữa cáp quang và cáp đồng (HFC) Nhng sau này khi mà mạng truyền hình cáp đã triển khai rộng, số lợng thuê bao ngày càng tăng dần lên, không những ở các tỉnh, thành phố lớn có truyền hình cáp mà hầu nh các tỉnh, thành phố khác cũng triển khai, tạo thành một mạng rộng, với quy mô lớn, với một số lợng thuê bao lớn Khi đó cần phải có một sự nâng cấp từ các hệ thống HFC lên ATM PON để thỏa mãn đợc các nhu cầu về dịch vụ truyền hình cáp cũng nh xu hớng cáp quang hóa mạng truy cập thuê bao…). Theo dự đoán thì có thể hơn 15 năm nữa thì mới có thể nâng cấp hệ thống HFC lên ATM PON.
6.2.2.2 Chuyển từ mạng cáp đồng lên ATM PON:
Các mạng truy cập thuê bao hiện giờ ở nớc ta chủ yếu là các hệ thống cáp đồng Nhu cầu dịch vụ ở nớc ta ngày nay không chỉ dừng lại ở các dịch vụ băng rộng truyền thống nữa mà đã bắt đầu xuất hiện ngày càng nhiều nhu cầu về các dịch vụ băng rộng Nhng số lợng khách hàng yêu cầu về các dịch vụ băng rộng này cha nhiều và hầu nh đó là những nhóm ngời hoặc các doanh nghiệp, các tổ chức chính phủ, nhà nớc là chủ yếu Vì vậy việc xây dựng mới một hệ thống truy cập mới để cung cấp dịch vụ băng rộng mới cho số lợng khách hàng này là không hợp lý, không kinh tế Vì chi phí xây dựng cho một hệ thống truy cập quang là rất đắt, mà số lợng thuê bao thì ít, không phân bố không đều Các hệ thống cáp đồng hiện tại cung cấp dịch vụ cho đông đảo thuê bao và phân bố rất đều và rất rộng, trên phạm vi toàn quốc Vì vậy để cung cấp hiệu quả các dịch vụ băng rộng thì phải nâng cấp hệ thống cáp đồng hiện tại này thành hệ thống truy cập quang ATM PON thì sẽ hợp lý, hiệu quả và kinh tế hơn Sau này sẽ rất tiện lợi cho việc cáp quang hóa thuê bao trên phạm vi rộng mang tính toàn quốc
AAL ATM Adaptation Layer Lớp thích ứng ATM
AC Access Concentrator Bé tËp trung truy cËp
Subscriber Line Đờng thuê bao số bất đối xứng AIU Access Interface Unit Khối giao diện truy cập
AN Access Network Mạng truy cập
ANN Access Network Node Nút mạng truy cập
ASP Active Splitter Bé chia tÝch cùc
AON Active Optical Network Mạng quang tích cực
Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ ATC ATM Transfer Capability Khả năng truyền tải ATM
ATDM Asynchronous TDM Ghép kênh theo thời gian không đồng bộ
ATMF ATM Forum Diễn đàn ATM
B-ISDN Broadband ISDN Mạng ISDN băng rộng
BPON Broadband PON PON b¨ng réng
Telephone Consultative Committee ủy ban nghiên cứu về điện thoại và điện báo quốc tế
CO Central Office Tổng đài trung tâp
CLR Cell Loss Rate Tỷ lệ tổn thất tế bào
CPI Common Part Indication Chỉ thị phần chung
Mạng/Thiết bị nơi ở khách hàng
CS Combination Subclass Phân lớp kết hợp
DBR Deterministic Bit Rate Tốc độ bit xác định
DLC Digital Loop Carrier Vòng lặp sóng mang số
DSL Digital Subscriber Line Đờng thuê bao số
DSLAM DSL Access Multiplexer Bộ ghép kênh truy cập DSL DVB Direct Video Broadcasting Quảng bá truyền hình trực tiÕp FDDI Fiber Distributed Data
Interface Giao diện dữ liệu sợi quang ph©n bè
FP Flexibility Point Điểm uốn, trích tín hiệu
Network Mạng truy cập dịch vụ đầy đủ FTTB/C Fiber-To-The-Business
(Building)/Curb Sợi quang tới tòa nhà/vùng d©n c FTTCab Fiber-To-The-Cabinet Sợi quang tới các cabin
FTTH Fiber-To-The-Home Sợi quang tới gia đình
GFC General Flow Control Điều khiển luồng chung
GPON Gigabit PON Mạng PON tốc độ cao hàng
Gigabit/s HEC Header Error Control Giám sát lỗi phần ghép đầu HFC Hybrid Fibre Coax Cáp đồng trục lai sợi
IDU Interface Data Unit Khối dữ liệu giao diện
IEEE Institute of Electrical and
Electronics Engineers Viện nghiên cứu, thiết kế về điện và điện tử ISDN Integrated Services Digital
Network Mạng số liên kết đa dịch vụ
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
LEX Local Exchange Tổng đài nội hạt
Distribution System Hệ thống phân phối đa điểm nội hạt
LT Line Termination Đầu cuối đờng dây
LTHE Local Terminal Head End Đầu cuối thiết bị nội hạt
MAC Medium Access Control Điều khiển truy cập đờng truyÒn MDF Main Distribution Frame Khung ph©n bè chÝnh
Distribution System Hệ thống phân bố đa điểm đa kênh MPCP Multi-Point Control
Giao thức điều khiển đa ®iÓm
NB Narrow Band Băng hẹp
NIU Network Interface Unit Khối giao diện mạng
NNI Network Node Interface Giao diện nút mạng
NT Network Termination Thiết bị đầu cuối mạng
OAM&P Operation, Administration, and Mainteinment Protocol Giao thức điều hành, quản lý và bảo dỡng mạng ODF Optical Distribution Frame Khung ph©n bè quang
Unit/Termination Khối /Thiết bị đầu cuối mạng quang OLT Optical Line Termination Đầu cuối đờng dây quang
PBX Private Branch Exchange Tổng đài riêng
PDU Protocol Data Unit Khối dữ liệu giao thức
PLC Planar Light Circuit Mạch phát quang hai chiều PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động
POP Point Of Presence Điểm xuất hiện (sóng mang) POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ điện thoại truyền thống đơn giản
PP Point to Point §iÓm tíi ®iÓm
PRM Protocol Reference Model Mẫu tham chiếu giao thức
PT Payload Type Loại tải
QoS Quality of Service Chất lợng dịch vụ
RDU Remote Distribution Unit Khèi ph©n bè tõ xa
RM Resource Management Quản lý nguồn
RFI Request for Information Yêu cầu cho thông tin
RU Remote Unit Khối/đơn vị từ xa, đầu xa
SAP Service Access Point Điểm truy cập dịch vụ
SBR Statistical Bit Rate Tốc độ bit thống kê
Hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng bé SDU Service Data Unit Khối dữ liệu dịch vụ
SNI Service Node Interface Giao diện nút dịch vụ
SONET Synchronous Optical Mạng quang đồng bộ
SU Service Unit Khối (đơn vị) dịch vụ
TA Terminal Adaptor Bộ tơng thích đầu cuối
TDM Time Division Multiplex Ghép kênh theo thời gian
Access §a truy cËp ph©n chia theo thêi gian
TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối
Management Network Mạng quản lý thông tin UNI User Network Interface Giao diện mạng – khách hàng VBR Variable Bit Rate Tốc độ bit có thể điều chỉnh UPC Usage Parameter Control Điều khiển thông số sử dông
VC Virtual Channel Kênh ảo
VCC Virtual-Channel Connection Kết nối kênh ảo
VCI VC Identifier Bộ nhận dạng VC
VDSL Very High Speed Digital
Subscriber Line Đờng thuê bao số tốc độ rất cao
VP Virtual Path Đờng dẫn ảo
VPC Virtual-Path Conection Kết nối đờng dẫn ảo
VPI VP Identifier Bộ nhận dạng VP
VPS Virtual Path Signaling Tín hiệu xác định luồng ảo WDM Wave Division Multiplex Ghép kênh theo bớc sóng
Access §a truy cËp ph©n chia theo bíc sãngWLL Wireless Local Loop Vòng cục bộ không dây
