tài liệu tham khảo các công nghệ truy cập

NVKHOI@UTC.EDU.VN Công nghệ truy nhập trong NGN Facebook: Khoi.utc@gmail.com TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT VIỄN THÔNG TÀI LIỆU THAM KHẢO CÁC CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP Locality Site HÀ NỘI - 2012 NVKHOI@UTC.EDU.VN Công nghệ truy nhập trong NGN Facebook: Khoi.utc@gmail.com MỤC LỤC MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH VẼ i DANH MỤC BẢNG BIỂU iii TỪ VIẾT TẮT iv PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG 1 Chương 1: Phát triển của mạng viễn thông và phương thức truy truy nhập 1 1.1 Các thế hệ mạng truy nhập và mạng viễn thông tương ứng 1 1.1.1 Mạng NGN và các công nghệ truy nhập 1 1.1.2 Những giai đoạn phát triển của mạng truy nhập 2 1.2 Công nghệ truy nhập hữu tuyến 5 1.3 Công nghệ truy nhập vô tuyến 5 1.4 Những công nghệ truy nhập hữu tuyến cạnh tranh 5 1.4.1 Công nghệ PLC 5 1.4.2 Công nghệ CM (CATV) 7 1.5 So sánh và đánh giá các công nghệ truy nhập Error! Bookmark not defined. PHẦN II: CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP HỮU TUYẾN 9 Chương 2: Họ công nghệ xDSL 9 2.1 Công nghệ trong họ xDSL 9 2.2 Kiến trúc hệ thống 13 2.2.1 Thiết bị nhà cung cấp dịch vụ kết nối 14 2.2.2 Phía khách hàng 14 2.2.3 Mạch vòng thuê bao 14 2.3 ADSL, ADSL2, ADSL2+ 15 2.3.1 ADSL 15 2.3.1.1 Kĩ thuật điều chế 15 2.3.1.2 Kỹ thuật truyền dẫn song công 16 2.3.1.3 Nguyên lý thu phát 19 2.3.2 ADSL2 20 2.3.2.1 Giới thiệu chung 20 2.3.2.2 Các tính năng liên quan đến ứng dụng 21 2.3.2.3 Các tính năng liên quan đến PMS-TC 21 2.3.2.4 Các tính năng liên quan đến PMD 22 2.3.3 ADSL2+ 23 2.3.3.1 Giới thiệu chung 23 2.3.3.2 Mở rộng băng tần 24 2.3.3.3 Ghép để đạt tốc độ cao hơn 25 2.3.3.4 Một số tính năng khác của ADSL2+ 26 2.4 HDSL, HDSL2,SHDSL, HDSL4 27 2.4.1 HDSL 27 2.4.1.1 HDSL nguyên bản 27 2.4.1.2 Khả năng và ứng dụng HDSL 27 2.4.1.3 Truyền dẫn HDSL 28 NVKHOI@UTC.EDU.VN Công nghệ truy nhập trong NGN Facebook: Khoi.utc@gmail.com 2.4.2 HDSL thế hệ thứ hai (HDSL2) 28 2.4.3 SHDSL 29 2.4.4 HDSL4 29 2.5 VDSL và VDSL2 29 2.5.1 VDSL 29 2.5.2 VDSL2 31 2.6 Tình hình triển khai tại Việtnam 32 Chương 3: Công nghệ truy nhập quang 33 3.1 Các mạng PON 33 3.2 APON 36 3.2.1 Cấu hình tham chiếu 36 3.2.1.1 OLT 37 3.2.1.2 ONU 38 3.2.1.3 ODN 39 3.2.2 Các đặc tả cho APON 40 3.2.3 Cấu trúc phân lớp APON 41 3.2.3.1 Lớp vật lý 42 3.2.3.2 Lớp hội tụ truyền dẫn TC 42 3.3 EPON 42 3.3.1 Kiến trúc EPON 42 3.3.2 Mô hình ngăn xếp EPON 43 3.3.3 Giao thức EPON. 44 3.3.4 Bảo mật trong EPON 44 3.3.5 Những bước phát triển tiếp theo 45 3.4 Metro Ethernet 46 3.4.1 Lợi ích khi dùng dịch vụ Ethernet 46 3.4.1.1 Tính dễ sử dụng 46 3.4.1.2 Hiệu quả về chi phí 46 3.4.1.3 Tính linh hoạt 47 3.4.2 Mô hình dịch vụ Ethernet 47 3.4.2.1 Kết nối Ethernet ảo 47 3.4.2.2 Khuôn khổ định nghĩa dịch vụ Ethernet. 48 3.4.3 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet 50 3.4.3.1 Ghép dịch vụ 50 3.4.3.2 Gộp nhóm 50 3.4.3.3 Đặc tính băng thông 50 3.4.3.4 Thông số hiệu năng 51 3.4.3.5 Vấn đề an ninh mạng (Network security) 51 3.4.4 Tình hình triển khai 51 3.4.5 Những công nghệ được sử dụng 54 3.4.5.1 Truyền tải Metro Ethernet qua SONET/SDH 54 3.4.5.2 RPR 54 PHẦN III: CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 56 Chương 4: Các mạng truy nhập không dây băng rộng 57 4.1 Giới thiệu chung 57 NVKHOI@UTC.EDU.VN Công nghệ truy nhập trong NGN Facebook: Khoi.utc@gmail.com 4.2 Phát triển của truy nhập vô tuyến hội tụ đến 4G 58 4.2.1 Hệ thống thông tin di động 2G và nền tảng CDMA 59 4.2.1.1 GSM 59 4.2.1.2 IS-95 60 4.2.1.3 GPRS 61 4.2.2 Hệ thống 3G 61 4.2.2.1 IMT-2000 61 4.2.2.2 GPP2 & cdma2000 62 4.2.3 WLAN 63 4.2.4 Wimax 64 4.2.5 Hệ thống 4G 65 4.3 So sánh đánh giá các công nghệ 65 Chương 5: Truy nhập qua vệ tinh 67 5.1 Giới thiệu chung 67 5.2 Hệ thống VSAT 69 Chương 6: WLAN và WI-FI 70 6.1 Giới thiệu chung 70 6.2 Kiến trúc WLAN 70 6.2.1 Cấu hình mạng WLAN 70 6.2.1.1 Cấu hình mạng WLAN độc lập 71 6.2.1.2 Cấu hình mạng WLAN cơ sở 71 6.2.1.3 Kiến trúc đầy đủ của WLAN 72 6.2.2 Mô hình tham chiếu cơ bản IEEE 802.11 73 6.3 Chuẩn công nghệ 74 6.4 Hệ thống thiết bị 77 6.4.1 Các card giao diện mạng vô tuyến 77 6.4.2 Các điểm truy nhập vô tuyến 77 6.4.3 Cầu nối vô tuyến từ xa 78 6.5 Bảo mật 79 6.5.1 Tập dịch vụ ID (SSID) 79 6.5.2 Giao thức bảo mật tương đương hữu tuyến (WEP) 80 6.5.3 Lọc địa chỉ MAC 81 6.6 Tình hình triển khai tại Việtnam 82 7.1 Giới thiệu chung 83 7.1.1 Lịch sử Wimax 83 7.1.2 Khái niệm Wimax 84 7.1.3 Băng tần 84 7.2 Kiến trúc Wimax 85 7.2.1 Cấu hình mạng 85 7.2.1.1 Cấu hình mạng điểm- đa điểm (PMP) 85 7.2.1.2 Cấu hình mắt lưới MESH 85 7.2.2 Mô hình phân lớp 86 7.3 Chuẩn công nghệ 87 7.3.1 Chuẩn 802.16-2001 88 7.3.2 Chuẩn 802.16a-2003 89 NVKHOI@UTC.EDU.VN Công nghệ truy nhập trong NGN Facebook: Khoi.utc@gmail.com 7.3.3 Chuẩn 802.16c-2002 89 7.3.4 Chuẩn 802.16d-2004 89 7.3.5 Chuẩn 802.16e-2005 90 7.4 Một số đặc điểm kỹ thuật của Wimax 90 7.4.1 Lớp vật lý 90 7.4.1.1 Khái niệm OFDM 91 7.4.1.2 OFDMA cho lớp vật lý vô tuyến MAN-OFDMA 92 7.4.1.3 SOFDMA theo tỷ lệ (S-OFDMA) 92 7.4.1.4 Kênh con hóa 93 7.4.2 Lớp MAC 94 7.5 Hệ thống thiết bị 96 7.6 Bảo mật 100 7.7 Tình hình triển khai tại Việtnam 100 NVKHOI@UTC.EDU.VN Công nghệ truy nhập trong NGN Facebook: Khoi.utc@gmail.com DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mạng thế hệ sau và các công nghệ truy nhập 2 Hình 1.2: Sự ra đời của các dòng thiết bị truy nhập. 3 Hình 1.3: Thiết bị DLC thế hệ 3. 4 Hình 1.4: Thiết bị truy nhập IP cho mạng thế hệ sau. 5 Hình 2.1: Lịch sử phát triển của các công nghệ trong họ xDSL 9 Hình 2.2: Bộ cung cấp mạch vòng thuê bao số xDSL 13 Hình 2.3: Cấu trúc hệ thống ADSL. 14 Hình 2.4: ADSL sử dụng và không sử dụng kĩ thuật triệt tiếng vọng 16 Hình 2.5: Phân chia băng tần của kĩ thuật FDM 17 Hình 2.6: Phân chia băng tần của kĩ thuật EC 18 Hình 2.7 Phân tách tín hiệu lên, xuống bằng phương pháp khử tiếng vọng 18 Hình 2.8 : Sơ đồ khối thu và phát ADSL 19 Hình 2.9: Tốc độ số liệu đường xuống của ADSL2+ so với ADSL2 25 Hình 2.10: Ghép hai đường ADSL2+ 26 Hình 2.11: Khả năng cung cấp dịch vụ của kĩ thuật VDSL 30 Hình 2.12: Tình hình triển khai xDSL tại Việt nam của VNPT 32 Hình 3.1: Sơ đồ logic hệ thống mạng PON 34 Hình 3.2: Cấu hình chung của một mạng PON 36 Hình 3.3: Cấu hình tham chiếu APON 36 Hình 3.4: Các khối chức năng trong OLT 37 Hình 3.5: Các khối chức năng trong ONU 38 Hình 3.6: Cấu hình vật lý của ODN 40 Hình 3.7: Cấu trúc phân lớp mạng APON 41 Hình 3.8: Ngăn xếp EPON. 44 Hình 3.9 Mạng MAN thử nghiệp tại thành phố Hồ Chí Minh 51 Hình 3.10 Mạng MAN tại Ninh Bình 53 Hình 4.1 : Các công nghệ truy nhập vô tuyến 57 Hình 4.2: Xu hướng hội tụ của công nghệ truy nhập vô tuyến 58 Hình 4.3: Mốc lịch sử của truy nhập vô tuyến 59 Hình 4.4: Sự phát triển lên 4G từ các công nghệ WAN 59 Hình 4.5: Hệ thống IMT 2000 61 Hình 4.6 : Các công nghệ truy nhập vô tuyến cạnh tranh 66 Hình 5.1 Điện thoại di động Iridium 68 Hình 6.1 Quá trình phát triển WLAN. 70 Hình 6.2: Cấu hình mạng WLAN độc lập. 71 Hình 6.3 Cấu hình mạng WLAN cơ sở. 72 Hình 6.4: Cấu hình WLAN dùng bộ lặp. 72 Hình 6.5: Kiến trúc WLAN đầy đủ. 73 Hình 6.8: Mô hình tham chiếu cơ bản IEEE 802.11. 74 Hình 6.6: Mô hình tham chiếu. 76 Hình 6.9: Điểm truy nhập AP 78 Hình 6.10: Cầu nối vô tuyến. 79 NVKHOI@UTC.EDU.VN Công nghệ truy nhập trong NGN Facebook: Khoi.utc@gmail.com Hình 7.1: Cấu hình điểm-đa điểm (PMP) 85 Hình 7.2: Cấu hình mắt lưới MESH 86 Hình 7.3: Các phân lớp giao thức Wimax cho hai lớp cuối cùng 87 Hình 7.4: Vị trí của chuẩn IEEE 802.16 trong cấu trúc chuẩn IEEE 802 88 Hình 7.5: Quá trình truyền dẫn 90 Hình 7.6: OFDM với 9 sóng mang con 92 Hình 7.7: Ấn định khe thời gian trong OFDM 94 Hình 7.8: Phân lớp MAC và các chức năng 95 NVKHOI@UTC.EDU.VN Công nghệ truy nhập trong NGN Facebook: Khoi.utc@gmail.com DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Các công nghệ trong họ xDSL. 11 Bảng 2.2: Tốc độ khoảng cách các loại VDSL 30 Bảng 7.1: Các tham số của SOFDMA 93 Bảng 7.2: Thương hiệu của các nhà cung cấp thiết bị Wimax 96 NVKHOI@UTC.EDU.VN Công nghệ truy nhập trong NGN Facebook: Khoi.utc@gmail.com TỪ VIẾT TẮT TỪ VIẾT TĂT NGHĨA TIẾNG ANH NGHĨA TIẾNG VIÊT ADC Analog-to-Digital Converter Biến đổi số tương tự AAA Authentication, authorization and Account Nhận thực, cấp phép và lập tài khoản AAS Adaptive Antenna System Hệ thống anten thích ứng ACK Acknowledgment Xác nhận ADSL Asymmetric Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số bất đối xứng AES Advance Ecryption Standard Chuẩn mật mã nâng cao AK Authorization Key Khóa nhận thực AMC Adaptive Modulation and Coding Điều chế và mã hóa thích ứng ANSI American National Standards Institute Viện Quốc Gia Mỹ APON ATM Passive Optical Network Mạng quang thụ động truyền dẫn không đồng bộ ARQ Automatic Retransmission Request Yêu cầu truyền lại tự động ASN Access Service Network Mạng dịch vụ truy nhập ATM Asynchronuos Transfer Mode Phương thức truyền dẫn không đồng bộ ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền không đồng bộ ATP Access Termination Point Điểm tham chiếu đầu cuối truy nhập AWGN Additive White Gauussian Noise Nhiễu Gauss trắng cộng BE Best Effort Dịch vụ nỗ lực tốt nhất BER Bit Error Ratio Tỉ số tín hiệu trên nhiễu B-ISDN B-Inergrated Service Digital Network Mạng số các dịch vụ tích hợp băng rộng BPSK Binary Phase shift Keying Khóa chuyển pha nhị phân BR Bandwidth Request Yêu cầu băng thông B-RAS BroadBand Remote Access Server Máy chủ truy nhập băng rộng từ xa BS Base Station Trạm gốc BSN Block Sequence Number Số thứ tự khối BTC Block Turbo Code Mã Turbo khối BW Bandwidth Băng thông NVKHOI@UTC.EDU.VN Công nghệ truy nhập trong NGN Facebook: Khoi.utc@gmail.com BWA Broadband Wireless Access Truy nhập không dây băng rộng C/I Carrier to Interference Ratio Tỉ số tín hiệu/ nhiễu CA Collision Avoidance Tránh xung đột CAP Carrierless Amplitude and Phase modulation Điều chế biên độ pha không sóng mang CBC Cipher Block Chaining Chuỗi khối mã hóa CC Confirmation Code Mã xác nhận CCI Co-Channel Interference Nhiễu kênh liên kết CCK Complementary Coded Keying Khóa mã hóa bổ sung CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CID Connection Identifier Nhận dạng kết nối CO Central Office Trung tâm chuyển mạch CP Cyclic Prefix Tiền tố tuần hoàn CPE Customer Premises Equipment Thiết bị truyền thông cá nhân CPE Customer Premises Equipment Thiết bị truyền thông cá nhân CPS Common Part Sublayer Lớp con phần chung CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra độ dư vòng tuần hoàn CS Convergence Sublayer Lớp con hội tụ CSMA Carrier Sense Multiple Access Đa truy nhập cảm nhận sóng mang CSN Connection Service Network Mạng dịch vụ kết nối CTC Concatenated Turbo Code Mã Turbo xoắn DAMA Demand Assigned Multiple Access Đa truy nhập ấn định theo nhu cầu DCD Downlink Channel Descriptor Miêu tả kênh đường xuống DCF Distributed Control Function Chức năng điều khiển phân tán DES Data Encryption Standard Chuẩn mật mã hóa dữ liệu DFE Decision Feedback Equalization Phân đoạn hồi tiếp quyết định DFS Dynamic Frequence Selecton Lựa chọn tần số động DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Giao thức cấu hình Host động DL Downlink Đường xuống DLFP Downlink Frame Preamble Tiền tố khung đường xuống DMT Discrete Multiple Tone Modulation Điều chế đa tần rời rạc DSA Dynamic Services Addition Bổ sung các dịch vụ động DSC Dynamic Services Change Chuyển đổi các dịch vụ động [...]... do đường truy n HFC là chung nên băng thơngkhả dụng cho mỗi kênh khi có nhiều người sử dụng khơng cao bằng DSL Facebook: Khoi.utc@gmail.com Cơng nghệ truy nhập trong NGN NVKHOI@UTC.EDU.VN PHẦN II: CƠNG NGHỆ TRUY NHẬP HỮU TUYẾN Chương 2: Họ cơng nghệ xDSL 2.1 Cơng nghệ trong họ xDSL Như đã đề cập ở chương 1, xDSL là họ cơng nghệ đường dây th bao số gồm nhiều cơng nghệ có tốc độ, khoảng cách truy n dẫn... CHUNG Chương 1: Phát triển của mạng viễn thơng và phương thức truy truy nhập 1.1 Các thế hệ mạng truy nhập và mạng viễn thơng tương ứng 1.1.1 Mạng NGN và các cơng nghệ truy nhập Định nghĩa NGN Mạng viễn thơng thế hệ mới có nhiều cách gọi khác nhau như Mạng đa dịch vụ, Mạng hội tụ, Mạng phân phối hay mạng nhiều lớp Cho tới nay các tổ chức và các nhà cung cấp thiết bị viễn thơng trên thế giới rất quan... dụng vào các dịch vụ khác nhau, với x thay cho các ký tự : A, H, V, I, S, … Lịch sử phát triển của các cơng nghệ trong họ được thể hiện trong hình 2.1 Hình 2.1: Lịch sử phát triển của các cơng nghệ trong họ xDSL Có thể phân loại xDSL theo đặc tính truy n dẫn giữa hai chiều lên và xuống như sau (Bảng 2.1 tổng kết đặc điểm của một số cơng nghệ trong họ ): Facebook: Khoi.utc@gmail.com Cơng nghệ truy nhập... đặt các bộ Facebook: Khoi.utc@gmail.com Cơng nghệ truy nhập trong NGN NVKHOI@UTC.EDU.VN microfilter.Khác với các hệ thống ADSL có độ dài vòng th bao giới hạn trong khoảng 6 Km kể từ tổng đài, các hệ thống ReachDSL mở rộng dịch vụ đến hơn 6 500 m và hiện nay đã có các đường dây vượt q 10 Km VDSL (Very high data rate DSL): Cơng nghệ DSL tốc độ dữ liệu rất cao là cơng nghệ phù hợp cho kiến trúc mạng truy. .. xoắn  CM trên mạng cáp truy n hình CATV  PLC trên mạng cáp điện lực  Truy nhập quang trên CATV, PLC Tuy nhiên xét về tính kinh tế cũng như sự ổn định về giải pháp kỹ thuật họ cơng nghệ xDSL vẫn là giải pháp hợp lý trong vòng 5 năm tới 1.3 Cơng nghệ truy nhập vơ tuyến Với sự xuất hiện của Wimax, cơng nghệ truy nhập vơ tuyến đã cho thấy sự hội tụ một cách rõ ràng, và mạng truy nhập vơ tuyến sẽ tiến... nghệ truy nhập hữu tuyến cạnh tranh 1.4.1 Cơng nghệ PLC Việc sử dụng mạng lưới phân phối điện cho mục đích truy n thơng đã được biết đến từ những năm đầu của thế kỷ 20 Bằng cách sử dụng phương thức điều chế khố bật tắt (turn on-turn off carrier) các hệ thống PLC đầu tiên đã được sử dụng cho việc truy n thơng nội bộ nhằm thực hiện nhiệm vụ điều khiển và đo đạc từ xa Nhưng ở các hệ thống này tốc độ truy n... Facebook: Khoi.utc@gmail.com Cơng nghệ truy nhập trong NGN NVKHOI@UTC.EDU.VN Hình 1.1: Mạng thế hệ sau và các cơng nghệ truy nhập Tuy nhiên, để đạt được cấu trúc như mong muốn trên hình 1.1 thì mạng truy nhập nói riêng và mạng viễn thơng nói chung phải trải qua những giai đoạn q độ với nhiều trạng thái khác nhau tương ứng với những xuất phát điểm (mạng truy n số liệu, thoại truy n thống PSTN, mạng di động,... đối lớn cho phép cung cấp các dịch vụ dữ liệu một cách tương đối mềm dẻo (Hình 1.3) Đặc tính của dòng thiết bị này như sau:  Cung cấp giải pháp truy nhập băng rộng tạm thời qua mạng lõi ATM  Sử dụng cơng nghệ xDSL để truy nhập dữ liệu tốc độ cao  Chuẩn V5.x để giao diện với mạng PSTN  Kết nối ATM với mạng đường trục hay qua mạng IP  Hỗ trợ các dịch vụ thoại/fax, ISDN và dữ liệu băng rộng Facebook:... việc đầu tư vào mạng truy nhập mang lại hiệu quả về mặt kinh tế và kỹ thuật thì ngồi giải pháp kéo thêm cáp đồng đến khu vực th bao còn có cách sử dụng các thiết bị truy nhập, quang hóa mạng truy nhập và tận dụng tối đa những cơng nghệ truy nhập vơ tuyến, hơn nữa để phù hợp với xu thế tất yếu là tiến từ mạng PSTN lên mạng NGN khi mà mạng nội hạt chưa sẵn sàng hỗ trợ các thiết bị truy nhập IP tiên tiến... cho các sản phẩm và mạng truy nhập tốc độ cao, mạng gia đình sử dụng cơng nghệ PLC Hai lĩnh vực ứng dụng hiện nay của PLC là truy nhập nội hạt (last- mile access) và kết nối mạng trong nhà (in- house Facebook: Khoi.utc@gmail.com Cơng nghệ truy nhập trong NGN NVKHOI@UTC.EDU.VN networking) Các dịch vụ của PLC có thể được cung cấp đảm bảo ln sẵn sàng tại mọi ổ điện và khơng cần thi cơng cáp bao gồm:  Truy . nghệ truy nhập hữu tuyến 5 1.3 Công nghệ truy nhập vô tuyến 5 1.4 Những công nghệ truy nhập hữu tuyến cạnh tranh 5 1.4.1 Công nghệ PLC 5 1.4.2 Công nghệ CM (CATV) 7 1.5 So sánh và đánh giá các. thức truy truy nhập 1 1.1 Các thế hệ mạng truy nhập và mạng viễn thông tương ứng 1 1.1.1 Mạng NGN và các công nghệ truy nhập 1 1.1.2 Những giai đoạn phát triển của mạng truy nhập 2 1.2 Công nghệ. 1.5 So sánh và đánh giá các công nghệ truy nhập Error! Bookmark not defined. PHẦN II: CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP HỮU TUYẾN 9 Chương 2: Họ công nghệ xDSL 9 2.1 Công nghệ trong họ xDSL 9 2.2 Kiến