Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai 6 MDF là điểm trung tâm kết thúc mọi đường dây thuê bao tại tổng đài nội hạt. Các tổng đài nội hạt được kết nối với nhau qua mạng liên đài (inter-CO network). Mạng liên đài bao gồm hệ thống kết nối – truy xuất số (DACS: Digital Access and Cross-connect Systems) và các thiết bò truyền dẫn PDH. Gần đây mạng liên đài sử dụng các công nghệ truyền dẫn tiên tiến SONET hay SDH. Các công ty khai thác điện thoại không đủ khả năng xử lý lưu lượng các cuộc gọi dữ liệu. Đó là vì mạng điện thoại được thiết kế để xử lý các cuộc gọi điện thoại với thời gian sử dụng tương đối ngắn, thường chỉ kéo dài vài phút trong khi đó các cuộc gọi số liệu có thể kéo dài đến hàng giờ. Hệ quả là người sử dụng thường xuyên bò nghẽn mạch, không thực hiện được cuộc gọi. Một thuê bao Internet đang được kết nối có xu hướng muốn giữ chúng mà không chòu log off vì sợ không kết nối lại được gây lãng phí lớn cho tài nguyên của cả phía người sử dụng và mạng. Hình 1.10 Mạng điện thoại điển hình 1.2.2 Hạn chế của vòng thuê bao điện thoại hiện nay DSL là công nghệ truy xuất và các thiết bò của DSL được sử dụng trên mạng truy xuất nên phải đi từ mạng truy xuất nội hạt. Mạng truy xuất nội hạt bao gồm các vòng thuê bao nội hạt và các thiết bò liên quan nối từ vò trí người sử dụng tới tổng đài. Mạng truy xuất điển hình gồm các bó cáp mang hàng ngàn đôi cáp đến các tập điểm phối cáp (FDI: Feeder Distribution Interface). Nhiều thuê bao cách rất xa tổng đài và cần phải có vòng thuê bao rất dài. Một vấn đề của vòng thuê bao dài là sự suy hao năng lượng của tín hiệu điện làm cho tín hiệu suy yếu đi. Điều này cũng tương tự như tín hiệu vô tuyến, càng cách xa máy phát tín hiệu càng suy hao và tỷ số tín hiệu trên nhiễu càng kém đi. Các công ty điện thoại có 2 cách để xử lý các vòng thuê bao dài: - Sử dụng các cuộn tải để sửa đổi đặc tính điện của vòng thuê bao cho phép truyền dẫn thoại chất lượng tốt hơn qua những khoảng cách dài quá Tổng quan về mạng thuê bao nội hạt Đặng Quốc Anh 7 5400m. Khi đó các cuộn tải được đặt trên đường dây cách đều đặn 1800m một cuộn. Các cuộn tải không tương thích với các đặc tính tần số cao của truyền dẫn DSL và phải được tháo dỡ trước khi cung cấp các dòch vụ dựa trên cơ sở DSL. Mức độ sử dụng cáp có tải trong mạng truy xuất nội hạt của các công ty điện thoại có thể khác nhau và thường thì khoảng 20% số vòng thuê bao là có dùng cuộn tải. - Thiết lập nhiều thiết bò để tiếp nhận tín hiệu ở các điểm trung gian để tập hợp về tổng đài nội hạt. Các điểm trung gian này có thể bao gồm thiết bò chuyển mạch và thiết bò truyền dẫn dung lượng lớn hay cũng có thể đơn giản chỉ là trung tâm tập trung dây (SWC: Serving Wire Center) không có thiết bò chuyển mạch nhưng lại có các thiết bò truyền dẫn kết nối với tổng đài nội hạt. Trong khi mạng điện thoại lúc đầu kết thúc các vòng thuê bao cáp đồng trực tiếp tại tổng đài nội hạt thì quá trình bảo dưỡng các đường dây thuê bao dài và hậu quả của việc phát triển quá nhiều đường dây thuê bao đã làm tất yếu phát sinh nhu cầu thay đổi kiến trúc mạng truy xuất nội hạt. Cáp quang có thể kết nối hiệu quả hàng ngàn thuê bao từ tổng đài này đến tổng đài khác nhưng lại quá đắt tiền để có thể kết nối đến các thuê bao riêng lẻ. Vì vậy một giải pháp dung hoà là kết thúc đường dây thuê bao tại các điểm trung gian gần với thuê bao hơn gọi là các DLC (Digital Loop Carrier: Bộ cung cấp vòng thuê bao số). Những điểm trung gian này gọi là các thiết bò đầu cuối DLC phía khách hàng (RT: remote terminal). Một trong những thuận lợi khi kết thúc đường dây thuê bao tại các thiết bò đầu cuối từ xa DLC là nó đã giảm được độ dài đường dây đồng của vòng thuê bao và cải thiện được độ tin cậy của dòch vụ. Một thuận lợi nữa là các dòch vụ điện thoại thuần tuý (POTS: Plain Old Telephone Service) có thể được ghép lại thành luồng T1 hay E1 để truyền dẫn tới tổng đài nội hạt bằng cáp quang. Tuy nhiên, mặc dù RT giải quyết được nhiều vấn đề của dòch vụ điện thoại thuần tuý nó lại tạo ra khá nhiều rắc rối khi triển khai cung cấp dòch vụ dựa trên cơ sở DSL. DSL chỉ được cung cấp qua các đường dây cáp đồng liên tục nên khi một dòch vụ dựa trên DSL kết nối tới một RT thì cổng DSL phải kết thúc tại RT để tín hiệu DSL được biến đổi thành dạng tương thích với DLC. Mức độ sử dụng DLC thay đổi tuỳ công ty điện thoại và nó dao động từ không sử dụng hoàn toàn cho tới sử dụng cho khoảng 30% đường dây thuê bao trong mạng truy xuất nội hạt. Hiện nay có trên 1 tỷ đường dây thuê bao trong mạng PSTN (Public Switched Telephone Network) trên toàn thế giới. Hơn 95% trong số đó là cáp xoắn đôi dành cho dòch vụ điện thoại thuần tuý. Dòch vụ điện thoại thuần tuý được thiết kế để truyền tải âm thoại cần dải tần để bảo đảm trung thực là từ 300 đến 3400Hz. Dòch vụ dải hẹp này vốn được cung cấp cho điện thoại và truyền dẫn tín hiệu modem tương tự ở tốc độ từ 9,6 tới Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai 8 33,6 kbps và gần đây là 56 kbps. Một phần rất nhỏ của PSTN được cung cấp dòch vụ ISDN (Integrated Services Digital Netword) BRI (Basic Rate Interface). Vòng thuê bao tương tự hiện nay sử dụng rất tốt trong hệ thống truyền tải thoại. Tuy nhiên, nó không đủ khả năng để truyền tải các ứng dụng khác như dữ liệu và video. Dải tần âm thoại là từ 300 đến 3400KHz và nếu được mã hoá PCM (Pulse Code Modulation: điều chế mã hoá xung) sẽ là 64kbps. Mạch vòng thuê bao của mạng cáp nội hạt chỉ được thiết kế cho yêu cầu của âm thoại mà hoàn toàn không dành cho các nhu cầu về dữ liệu và video. Mạch vòng thuê bao hiện nay rất hạn chế khi dùng cho truyền tải số liệu và video. Ví dụ, đôi lúc truyền một file dữ liệu phải mất từ vài phút đến hàng tiếng đồng hồ. Hình 1.11 Cuộn tải Hình 1.12 UDLC Tổng quan về mạng thuê bao nội hạt Đặng Quốc Anh 9 Hình 1.13 IDLC Bridged tap là các nhánh rẽ của đường dây thuê bao không nằm trên đường thoại trực tiếp giữa tổng đài nội hạt và thiết bò đầu cuối của thuê bao. Bridged tap có thể là một đôi dây không sử dụng nối với điểm trung gian hay là đoạn kéo dài của đôi dây xa hơn vò trí của thiết bò đầu cuối thuê bao. Hình 1.14 Nhánh rẽ Hình 1.15 Ảnh hưởng của nhánh rẽ đến sự suy hao của tín hiệu truyền trên đường dây Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai 10 Mặt khác, hầu hết các hệ thống xây dựng trên cơ sở điện thoại hiện nay sử dụng khe 64kbps có dung lượng (bandwith) cố đònh và đối xứng. Dung lượng cho cuộc gọi điện thoại không thay đổi trong suốt thời gian điện đàm cho đến khi một trong 2 thuê bao gọi hoặc bò gọi gác máy và dung lượng này được sử dụng cho cuộc gọi khác. Nếu trong thời gian cuộc gọi cả 2 thuê bao đều im lặng thì dung lượng sử dụng vẫn là 64kbps. Trong khi đó các loại ứng dụng khác như dữ liệu và video lại cần một dung lượng động, biến đổi và bất đối xứng. Theo nghiên cứu của hãng Bell Labs (Bell Labs Technical Journal, 2 (2), Spring, 1997, trang 42 – 67) thì hầu hết lưu lượng trên Internet là bất đối xứng: lưu lượng được gởi theo một hướng nhiều hơn hướng ngược lại và dó nhiên hệ thống điện thoại có dung lượng đối xứng hiện nay không tối ưu cho lưu lượng Internet. Hình 1.16 Ảnh hưởng của nhánh rẽ đến tỷ số SNR của tín hiệu truyền trên đường dây Việc truy xuất Internet bò chậm chạp một phần là do hạn chế của mạch vòng thuê bao và một phần nữa là do hạn chế khả năng cung cấp dòch vụ của nhà cung cấp dòch vụ Internet (ISP: Internet Service Provider) không đáp ứng kòp nhu cầu Internet phát triển tăng vọt làm cho lưu lượng Internet cũng tăng vọt. Một ví dụ là lần hạ giá thuê bao của dòch vụ AOL (American Online) vào mùa thu năm 1996 cho phép truy xuất thoải mái Internet mỗi tháng giá $19,95 dẫn tới khả năng đáp ứng truy xuất 30 triệu giờ Internet mỗi tháng của AOL không chòu nỗi lưu lượng tăng lên đến 60 triệu giờ mỗi tháng vào tháng 11 năm 1996. Người sử dụng của AOL phải thường xuyên bò thông báo bận hoặc dòch vụ không thực hiện được làm cho nhiều người đã ngưng thuê bao AOL. 1.3 Các phương pháp truy xuất hiện nay 1.3.1 Modem tương tự Trong những năm đầu của lòch sử máy tính cách nay chừng hơn 30 năm trước, kết nối mạng hoạt động ở tốc độ khoảng 300 đến 600 bit/s đã là khá đủ. Khoảng 10 năm gần đây thì modem 9.6kbps được xem là công cụ liên lạc tốc độ cao. modem 9,6kbps thực tế đã đáp ứng nhiều ứng dụng tuy nhiên nó thực sự chậm chạp trong các ứng dụng liên quan đến đồ hoạ và video. Ví dụ: một người sử dụng vào mạng để tải về một bản đồ thời tiết thì với tốc độ truyền dữ liệu 9600bit/s phải mất 40 giây để tải về bản đồ trắng đen chất lượng kém. Với bản đồ màu độ phân giải cao thì phải chờ đến vài phút. Ngay cả . nên phải đi từ mạng truy xuất nội hạt. Mạng truy xuất nội hạt bao gồm các vòng thuê bao nội hạt và các thiết bò liên quan nối từ vò trí người sử dụng tới tổng đài. Mạng truy xuất điển hình gồm. 1. 12 UDLC Tổng quan về mạng thuê bao nội hạt Đặng Quốc Anh 9 Hình 1.13 IDLC Bridged tap là các nhánh rẽ của đường dây thuê bao không nằm trên đường thoại trực tiếp giữa tổng đài nội. kết nối với tổng đài nội hạt. Trong khi mạng điện thoại lúc đầu kết thúc các vòng thuê bao cáp đồng trực tiếp tại tổng đài nội hạt thì quá trình bảo dưỡng các đường dây thuê bao dài và hậu