công nghệ adsl2+ và ứng dụng

Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng GVHD: T.S Võ Trường Sơn i SVTH: Trần Võ Hồng Quân LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, thông tin di động đang có những bước phát triển mới, một kỷ nguyên của Internet và các loại hình băng rộng. Trước kia, khi mà điện thoại mới ra đời với hình thức nghe, gọi và được chuyển mạch nhân công cho hàng trăm cuộc điện thoại với tín hiệu tương tự thì đến ngày nay tổng đài đó có thể chuyển mạch tự động với thông tin số cho hàng trăm ngàn cuộc gọi, dịch vụ số liệu và đôi khi có cả dịch vụ truyền hình. Hơn lúc nào hết, cụm từ băng rộng đã được nhắc đến nhiều lần, chắc hẳn xung quanh cuộc sống và chính cuộc sống của chúng ta giờ đây đã từng biết đến đó là chỉ với một chiếc điện thoại nhỏ trên tay cũng có khả năng sở hữu được nhiều loại hình dịch vụ như gọi điện, truy cập Internet và cả truyền hình. Hay chỉ một chiếc máy tính xách tay ta có thể đi làm việc ở xa thì dịch vụ Internet cũng phủ sóng để đáp ứng tốt với tốc độ truy cập cao, hay chỉ một đường dây điện thoại kéo đến nhà chúng ta đã thỏa sức tận hưởng tất cả các loại hình băng rộng như vừa gọi điện vừa truy cập Internet tốc độ cao và vừa xem được những bộ phim HDTV với độ nét tuyệt vời. Đó chính là những ứng dụng của mạng truy cập băng rộng. Những mạng băng rộng hiện nay bao gồm mạng truy nhập băng rộng không dây và mạng truy nhập băng rộng có dây . Mạng truy nhập băng rộng không dây không dây phải được kể đến chính là mạng truy nhập bằng vệ tinh, mạng truy nhập nội vùng phục vụ WLAN mà điển hình là Wifi dùng cho các tòa nhà cao tầng như công sở, các cơ quan hành chính, khu sân bay hàng không, khu trung cư, kí túc xá, trường học với tốc độ lên đến 11Mbps trong vòng bán kính 100m. Mạng truy nhập không dây băng rộng diện rộng WMAN mà điển hình chính là WiMAX với tốc cao lên đến hàng 70 Mbps, bán kính phủ sóng 30 dặm (khoảng 50 km), hỗ trợ cả tầm nhìn thẳng và không thẳng. Và mạng truy nhập không dây băng rộng cá nhân (WPAN) cung cấp cho các hộ gia đình với bán kính khoảng 10 m và hỗ trợ cho các dịch vụ Bluetooth. Còn mạng truy nhập băng rộng có dây được biết đến đó chính là mạng quang tới nhà, cụm dân cư, tòa nhà. FTTx ( x được coi là H – hộ gia đình, C – cụm dân cư, B – khu tòa nhà) và công nghệ đường dây thuê bao số DSL. Trong hai Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng GVHD: T.S Võ Trường Sơn ii SVTH: Trần Võ Hồng Quân công nghệ này cáp quang trội lên với đặc tính kỹ thuật tốt như tốc độ cao, băng thông rộng, khoảng cách truyền lớn hàng chục km, không bị nhiễu bởi sóng điện từ do cáp quang làm từ sợi thủy tinh tín hiệu truyền phản xạ toàn phần dùng là sóng ánh sáng của đèn LED và đèn LASER. Tuy cáp quang là một công nghệ tốt hơn cáp kim loại rất nhiều về các đặc tính như tốc độ khoảng cách, băng thông và nhiễu từ trường nhưng do cáp kim loại được triển khai từ rất lâu trên toàn bộ mạng ngoại vi với chi phí đầu tư rất lớn cho nên không thể ngay một lúc mà có thể thay thế toàn cáp đồng bằng cáp quang được. Hơn thế nữa, giá thành truy nhập mạng cáp đồng rẻ hơn cáp quang vì mạng cáp quang có chi phi đầu tư lớn với thiết bị yêu độ chính xác rất cao đòi hỏi phải chế tạo với công nghệ cao. Thêm vào đó, ở cáp kim loại các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu ra công nghệ thuê bao số DSL một lần nữa đã khẳng định rằng cáp đồng hoàn toàn được các dịch vụ băng thông rộng với tốc độ cao. Do đó, công nghệ đường dây thuê bao số được coi là thời kì quá độ của mạng truy nhập băng rộng có dây trước khi quang hóa hoàn toàn. Trong khi các mạng truy nhập khác có ưu điểm và cũng có nhược điểm riêng tùy thuộc vào từng điều kiện thực tế khi triển khai. Khi mà mạng cáp quang chưa thể thay thế toàn bộ cáp kim loại thì công nghệ đường dây thuê bao số vẫn được coi là một sự lựa chọn phù hợp với giá thành phải chăng và hơn hẳn là nền tảng sẵn có của mạng này. Hiện nay trên thế giới cũng có nhiều nước triển khai công nghệ đường dây thuê bao số và đã thu được nhiều thành công. Ở Việt Nam, công nghệ xDSL cụ thể hơn là công nghệ ADSL, HDSL và SDSL đã được triển khai cung cấp các dịch vụ băng rộng cho khách hàng với tốc độ băng thông như ADSL lên đến 8 Mbps dành cho đường xuống. Tuy nhiên, trong khi công nghệ này vẫn còn nhưng hạn chế nhất định về tốc độ truyền dẫn như một số khách hàng của các doanh nghiệp lớn. Cho nên việc mở thêm hướng nghiên cứu hoàn thiện thêm về tốc độ cho công nghệ ADSL để đáp ứng được tình hình thực tế là vấn đề hết sức cần thiết. Và công nghệ ADSL2+ ra đời nhằm khắc phục và hoàn thiện các tính năng cho ADSL với tốc độ tăng lên đáng kể so với ADSL. ADSL2+ cung cấp các dịch vụ lên đến tốc độ đỉnh là 25 Mbps cho đường xuống và công nghệ này đã được chuẩn hoá bởi ITU. Nhằm mục đích nghiên cứu công nghệ ADSL2+ và đưa Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng GVHD: T.S Võ Trường Sơn iii SVTH: Trần Võ Hồng Quân ra đề xuất để ứng dụng công nghệ này cho mạng viễn thông Việt Nam, em đã chọn đề tài “ Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng ”. Đề tài gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan về mạng truy nhập và các phiên bản của xDSL Chương 2: Công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Chương 3: Công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng tiếp theo ADSL2/ADSL2+ Chương 4: Khả năng ứng dụng ADSL2+ tại Việt Nam Sau ba tháng làm đề tài tốt nghiệp với tinh thần khẩn trương nghiêm túc và được sự hướng dẫn tận tình, tâm huyết của Thầy Võ Trường Sơn em đã hoàn thiện được đồ án của mình đúng thời hạn. Tuy nhiên, trong thời gian làm đồ án với thời gian và kiến thức còn có hạn cho nên em đồ án của em còn những hạn chế. Em mong quý Thầy Cô đóng góp ý kiến để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 5 năm 2012 Sinh Viên thực hiện Trần Võ Hồng Quân Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng GVHD: T.S Võ Trường Sơn iv SVTH: Trần Võ Hồng Quân MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i MỤC LỤC iv MỤC LỤC HÌNH ix MỤC LỤC BẢNG xi THUẬT NGỮ VIẾT TẮT xii Chương 1 Tổng quan mạng truy nhập 1 1.1 Giới thiệu chương 1 1.2 Mạng truy nhập 1 1.2.1 Khái quát mạng truy nhập 1 1.2.2 Mạng truy nhập dưới quan điểm của ITU 3 1.2.3 Mạng truy nhập ngày nay 5 1.2.4 Mạng thế hệ sau NGN (Next Generation Network) 7 1.3 Mạng truy nhập khác 8 1.3.1 Công nghệ truy nhập trên cáp đồng 9 1.3.1.1 Dùng modem truyền tải 10 1.3.1.2 Mạng đa dịch số vụ tích hợp ISDN 11 1.3.1.3 Cable modem 12 1.3.1.4 Công nghệ đường dây thuê bao số xDSL 13 1.3.2 Công nghệ truy nhập cáp quang 14 1.3.3. Công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng 15 1.3.3.1 Công nghệ truy nhập vô tuyến 15 1.3.3.2 Công nghệ truy nhập không dây băng rộng 16 1.4 Các phiên bản của xDSL 17 Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng GVHD: T.S Võ Trường Sơn v SVTH: Trần Võ Hồng Quân 1.4.1. IDSL (ISDN Digital Subscriber Line) 18 1.4.2. HDSL/HDSL2 (High data rate DSL) 19 1.4.3 SDSL (Singer Digital Subscriber Line) 19 1.4.4 ADSL/ADSL2/ADSL2+ (Asymetric DSL) 19 1.4.5 RADSL (Rate Adaptive DSL) 20 1.4.6 CDSL (Customer DSL) 20 1.4.7 VDSL/VDSL2 (Very high data rate DSL) 20 1.5 Ưu và nhược điểm của công nghệ xDSL 21 1.6 Kết luận 22 Chương 2: Công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL 23 2.1. Giới thiệu chương 23 2.2. Tổng quan ADSL 23 2.2.1. Giới thiệu chung về ADSL 23 2.2.2. Các thành phần trong mạng ADSL 23 2.2.2.1. Mạch vòng thuê bao số 23 2.2.2.2. Giá phối dây MDF (Main Distribution Frame) 25 2.2.2.3. Bộ chia tần splitter 25 2.2.2.4. Modem ADSL 26 2.3 Mạng ADSL 27 2.3.1 Phía khách hàng 29 2.3.2 Phía nhà mạng 29 2.3.2.1. Bộ ghép kênh truy nhập đường dây thuê bao số DSLAM 30 2.3.2.2 Bộ tập hợp truy cập BAS 34 2.4 Mô hình tham chiếu ADSL 35 2.4.2 Mô hình tham chiếu ATU – R 36 2.4.3 Mô hình tham chiếu ATU - C …………………………………… 38 2.5 Các phương pháp điều chế trong ADSL 41 Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng GVHD: T.S Võ Trường Sơn vi SVTH: Trần Võ Hồng Quân 2.5.1 Điều chế biên độ cầu phương QAM 42 2.5.2 Điều chế pha biên độ không sóng mang CAP 45 2.5.3 Điều chế đa tần rời rạc DMT 46 2.6 Kỹ thuật ghép kênh trong ADSL 48 2.7 Kỹ thuật truyền dẫn trong ADSL 51 2.8 Cấu trúc khung và siêu khung 52 2.9 Hiệu năng ADSL 57 2.10 Sửa lỗi trong ADSL 57 2.11 Nhiễu trong ADSL 58 2.12 Kết luận 59 Chương 3: Công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng tiếp theo ADSL2/ADSL2+ 78 3.1 Giới thiệu chương 78 3.2 Công nghệ ADSL2 61 3.2.1 Mô hình tham chiếu 61 3.2.1.1 Mô hình tham chiếu ATU 61 3.2.2.2 Tính năng liên quan đến PMS – TC 68 3.2.2.3. Tính năng liên quan đến PMD (lớp truyền thông vật lý) 70 3.3. Công nghệ ADSL2+ 79 3.3.1 Khái quát ADSL2+ 79 3.3.2 So sánh ADSL2+ và ADSL 80 3.3.3 So sánh ADSL2+ và ADSL 85 3.4 Kết luận……………………………………………………………………87 Chương 4: Khả năng ứng dụng của ADSL2+ tại Việt Nam 88 4.1 Giới thiệu chương Error! Bookmark not defined. 4.2 Tình hình triển khai công nghệ xDSL trên thế giớiError! Bookmark not defined. Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng GVHD: T.S Võ Trường Sơn vii SVTH: Trần Võ Hồng Quân 4.3 Tình hình triển khai công nghệ ADSL2+ 92 4.4 Tình hình ứng dụng công nghệ xDSL tại Việt Nam 92 4.5 Cấu trúc mạng dịch vụ xDSL của Tổng công ty Bưu Chính 94 4.6 Các dịch vụ cung cấp xDSL hiện tại 96 4.7 Đánh giá nhu cầu sử dụng ADSL2+ 97 4.8 Khả năng tương thích của ADSL với mạng viễn thông Việt Nam 98 4.9 Ứng dụng của ADSL2+ 98 4.9.1 Triển khai các dịch vụ yêu cầu tốc độ cao 98 4.9.2 Truy nhập Internet tốc độ cao 98 4.9.3 Truyền hình theo yêu cầu 100 4.9.4 Truyền số liệu 102 4.9.5 Hội nghị truyền hình 103 4.9.6 Truyền hình và phát thanh 104 4.9.7 Học tập từ xa 104 4.9.8 Chơi Game tương tác trên mạng 105 4.9.9 Chữa bệnh từ xa 105 4.9.11 Mua hàng qua mạng 106 Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng GVHD: T.S Võ Trường Sơn viii SVTH: Trần Võ Hồng Quân 4.10 Kết luận ………………………………………………………………… 107 KẾT LUẬN ………………………………………………………………… 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng GVHD: T.S Võ Trường Sơn ix SVTH: Trần Võ Hồng Quân MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1: Kết nối mạng truy nhập với các thực thể mạng khác. 4 Hình 1.2: Mạng thế hệ sau NGN 7 Hình 2.1: Mạch vòng thuê bao 24 Hình 2.2: Bộ chia tần Splitter 26 Hình 2.3: Cấu trúc mạng ADSL 28 Hình 2.4: Modem ADSL 29 Hình 2.5: Sơ đồ DSLAM trong mạng ADSL 30 Hình 2.6: Mô hình tham chiếu ATU 35 Hình 2.7: Mô hình tham chiếu ATU - R 38 Hình 2.8: Mô hình tham chiếu chuẩn ATU - C trong truyền dẫn STM 40 Hình 2.9: Các chòm sao mã hóa theo QAM nhiều mức 43 Hình 2.10: Sơ đồ điều chế QAM 44 Hình 2.11: Sơ đồ giải điều chế 16QAM 44 Hình 2.12: Sơ đồ so sánh điều chế của QAM/CAP 45 Hình 2.13 sơ đồ điều chế và giải điều chế của CAP 46 Hình 2.14: Dải tần của DMT 46 Hình 2.15: Sơ đồ điều DMT chế đơn giản 47 Hình 2.16: Tác động của nhiễu đến DMT 48 Hình 2.17: Truyền dẫn theo tần số FDM 51 Hình 2.18: Truyền dẫn triệt tiếng vọng ECH 52 Hình 2.19: Cấu trúc đa khung 53 Hình 2.20: Cấu trúc khung dữ liệu đường nhanh 54 Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng GVHD: T.S Võ Trường Sơn x SVTH: Trần Võ Hồng Quân Hình 2.21: Cấu trúc khung nghiệp vụ 54 Hình 2.22: Tạo khung đường xen 55 Hình 2.23: Cấu trúc khung đồng bộ 55 Hình 2.24: Nhiễu trong ADSL 58 Hình 3.1: Mô hình chức năng ATU 62 Hình 3.2: Mô hình tham chiếu khách hàng 63 Hình 3.3: Mô hình tham chiếu giao thức quản lý 63 Hình 3.4: CVoDSL sử dụng kênh băng tần lớp vật lý để truyền Các đường thoại TDM Hình 3.5: CvoDSL không đóng gói số liệu thoại như ATM và IP 65 Hình 3.6: Ghép nhiều đường dây thoại để tăng tốc độ 67 Hình 3.7: Chức năng của IMA phía phát và thu 67 Hình 3.8: Sơ đồ khối chức năng PMS – TC phát 68 Hình 3.9: Minh họa cấu trúc khung với hai khung mang một đường 69 Hình 3.10: Ảnh hưởng của đôi dây bện nhau trong cùng một cặp 72 Hình 3.11: Các chế độ công suất L0, L2, L3 73 Hình 3.12: Biểu đồ minh họa quá trình vào L2 75 Hình 3.13: biểu đồ minh họa thủ tục ra L2 77 Hình 3.14: Băng tần của ADSL2+ 80 Hình 3.15: Biểu diễn tốc độ ADSL2 81 Hình 3.16: Tránh nhiễu của ADSL2+ 82 Hình 3.17: Ghép để đạt tốc độ cao hơn 83 Hình 3.18: Mô hình ghép các luồng ADSL2+ 84 Hình 3.19: Ngăn xếp trong việc tạo khung ADSL2+ 85 Hình 3.20: Khoảng cách và tốc độ đạt được của ADSL2+ so với ADSL 86 [...]... nhập cáp đồng bao gồm các công nghệ đường dây thuê bao số như công nghệ đường dây thuê bao số của mạng đa dịch vụ số tích hợp IDSL (ISDN DSL), công nghệ DSL tại nhà khách hàng CDSL, công nghệ DSL một đôi dây SDSL, công nghệ DSL tốc độ cao và thế hệ hai HDSL/HDSL2, công nghệ DSL thích ứng tốc độ RADSL, công nghệ DSL bất đối xứng /thế hệ 2/thế hệ thứ ba ADSL/ADSL2 /ADSL2+, công nghệ DSL tốc độ rất cao/thế... VDSL/VDSL2 Trong các công nghệ này thì công nghệ ADSL và VDSL là được nâng cấp nhiều để đáp ứng nhu cầu của khách hàng trong việc truy nhập các dịch vụ băng rộng Công nghệ ADSL cho phép cung cấp tốc độ đường xuống cho khách hàng lên đến 8 Mbps và ngày càng được cải thiện thêm bởi công nghệ mới như công nghệ ADSL2 /ADSL2+ Công nghệ ADSL2 mang các đặc tính giống như các công nghệ ADSL tuy nhiên công nghệ này được... thiện làm tăng tốc độ lên đến 12 Mbps Còn công nghệ ADSL2+ với việc mở rộng thêm băng tần gấp đôi băng tần của ADSL/ADSL2 là 2.2 MHz và tốc độ tăng lên đến 25 Mbps trong vòng bán kính 1km Cũng giống như công nghệ ADSL2, công nghệ ADSL2+ có khả năng ghép giữa các đường dây để tăng tốc độ lên đến 44 Mbps với khoảng cách 1.5 km Công nghệ ADSL2 /ADSL2+ hứa hẹn đáp ứng được các nhu cầu băng thông rộng lên... học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng đến hơn chục Megabit trên giây (Mbps) mà trước đó ADSL không thể đáp ứng được bên cạnh đó, công nghệ đường dây thuê bao số tốc độ cao /công nghệ đường dây thuê bao số tốc độ cao thế hệ hai VDSL/VDSL2 cũng cung cấp một tốc độ cũng rất hấp dẫn VDSL cung cấp tốc độ đường xuống là 52Mbps trong vòng bán kính 300 m và tốc độ luồng xuống 1.5 Mbps với chiều dài cáp là 3.6 km Công. .. phương tiện 1.3.3.2 Công nghệ truy nhập không dây băng rộng Một trong những công nghệ truy nhập vô tuyến được kể đến đó là mạng truy nhập nội bộ không dây WLAN, Wifi, WIMAX và mạng di động GVHD: T.S Võ Trường Sơn 16 SVTH: Trần Võ Hồng Quân Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng WLAN ( Wireless Location Access Network): Là mạng truy nhập dựa theo chuẩn 802.11b/a/g mà công nghệ điển hình chính... nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng 11Mbps đến 54 Mbps Mạng WMAN với chuẩn IEEE 802.16 mà điển hình là công nghệ tương tác toàn cầu bằng sóng vi ba WIMAX cung cấp tốc độ lên đến 70Mbps khoảng cách lên đến 10km đến 50km đối với tầm nhìn thẳng và không thẳng Còn mạng không dây cá nhân WPAN chính là mạng dành cho công nghệ Bluetooth dựa theo chuẩn IEEE 802.15 hoạt động trong dải tần 2.4Ghz và cung cấp... nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng Hình 4.1: Tình hình phát triển thuê bao băng rộng trên thế giới 88 Hình 4.2: 10 Quốc gia có số thuê bao băng rộng lớn nhất thế giới 90 Hình 4.3: Thuê bao băng rộng phát triển mới quí 2/2010 90 Xu hướng công nghệ 90 Hình 4.4:Các xu hướng công nghệ năm 2010 91 Hình 4.5: Thị phần thuê bao băng rộng tính theo công nghệ 92 Hình... được triển khai cùng với hai thế hệ trước) và hệ thống thế hệ di động tiếp theo đang được nghiên cứu thế hệ thứ tư 4G Một trong những công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng khác phải kể đến đó chính là công nghệ truy nhập băng rộng toàn cầu bằng sóng vi ba WIMAX GVHD: T.S Võ Trường Sơn 2 SVTH: Trần Võ Hồng Quân Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng (Worldwide Interoperability for Microwave... số có giá thảnh rất cao Cuối cùng, khi sử dụng modem quay số khiến cho khách hàng cảm thấy bất tiện vì mỗi một lần sử dụng Internet lại phải tháo đường điện thoại ra và ngược lại khi sử dụng điện thoại GVHD: T.S Võ Trường Sơn 10 SVTH: Trần Võ Hồng Quân Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng 1.3.1.2 Mạng đa dịch số vụ tích hợp ISDN Khi nhu cầu sử dụng của khách hàng về khả năng kết nối... lớn, tốc độ cao GVHD: T.S Võ Trường Sơn 14 SVTH: Trần Võ Hồng Quân Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng 1.3.3 Công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng 1.3.3.1 Công nghệ truy nhập vô tuyến Thông tin di động hiện nay đang có những bước phát triển không ngừng từ hệ thống di động 1G, 2G, sau đó lên 3G và tiến tới sẽ lên đến thế hệ di động thứ tư 4G Trải qua một thời gian dài phát triển với . học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng GVHD: T.S Võ Trường Sơn iii SVTH: Trần Võ Hồng Quân ra đề xuất để ứng dụng công nghệ này cho mạng viễn thông Việt Nam, em đã chọn đề tài “ Công nghệ ADSL2+. khu tòa nhà) và công nghệ đường dây thuê bao số DSL. Trong hai Đồ án tốt nghiệp đại học Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng GVHD: T.S Võ Trường Sơn ii SVTH: Trần Võ Hồng Quân công nghệ này cáp. 3.3. Công nghệ ADSL2+ 79 3.3.1 Khái quát ADSL2+ 79 3.3.2 So sánh ADSL2+ và ADSL 80 3.3.3 So sánh ADSL2+ và ADSL 85 3.4 Kết luận……………………………………………………………………87 Chương 4: Khả năng ứng dụng của ADSL2+