TÀI LIỆU GIẢNG DẬY CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP TRONG MẠNG NGN

TỔNG CƠNG TY BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG VIỆT NAM HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG TRUNG TÂM ĐÀO TẠO BƯU CHÍNH VIÊN THƠNG I - Tài liệu giảng dạy CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP TRONG MẠNG NGN Biên soạn: Nguyễn Việt Hùng Hà nội tháng năm 2007 i Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập NGN MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH VẼ i DANH MỤC BẢNG BIỂU iii TỪ VIẾT TẮT iv PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG Chương 1: Phát triển mạng viễn thông phương thức truy truy nhập 1.1 Các hệ mạng truy nhập mạng viễn thông tương ứng 1.1.1 Mạng NGN công nghệ truy nhập 1.1.2 Những giai đoạn phát triển mạng truy nhập 1.2 Công nghệ truy nhập hữu tuyến 1.3 Công nghệ truy nhập vô tuyến 1.4 Những công nghệ truy nhập hữu tuyến cạnh tranh 1.4.1 Công nghệ PLC 1.4.2 Công nghệ CM (CATV) 1.5 So sánh đánh giá công nghệ truy nhập PHẦN II: CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP HỮU TUYẾN 10 Chương 2: Họ công nghệ xDSL 11 2.1 Công nghệ họ xDSL 11 2.2 Kiến trúc hệ thống 15 2.2.1 Thiết bị nhà cung cấp dịch vụ kết nối 16 2.2.2 Phía khách hàng 16 2.2.3 Mạch vòng thuê bao 16 2.3 ADSL, ADSL2, ADSL2+ 17 2.3.1 ADSL 17 2.3.1.1 Kĩ thuật điều chế 17 2.3.1.2 Kỹ thuật truyền dẫn song công 18 2.3.1.3 Nguyên lý thu phát 21 2.3.2 ADSL2 22 2.3.2.1 Giới thiệu chung 22 2.3.2.2 Các tính liên quan đến ứng dụng 23 2.3.2.3 Các tính liên quan đến PMS-TC 23 2.3.2.4 Các tính liên quan đến PMD 24 2.3.3 ADSL2+ 25 2.3.3.1 Giới thiệu chung 25 2.3.3.2 Mở rộng băng tần 26 2.3.3.3 Ghép để đạt tốc độ cao 27 2.3.3.4 Một số tính khác ADSL2+ 28 2.4 HDSL, HDSL2,SHDSL, HDSL4 29 2.4.1 HDSL 29 2.4.1.1 HDSL nguyên 29 2.4.1.2 Khả ứng dụng HDSL 29 2.4.1.3 Truyền dẫn HDSL 30 i Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập NGN 2.4.2 HDSL hệ thứ hai (HDSL2) 30 2.4.3 SHDSL 31 2.4.4 HDSL4 31 2.5 VDSL VDSL2 31 2.5.1 VDSL 31 2.5.2 VDSL2 33 2.6 Tình hình triển khai Việtnam 34 Chương 3: Công nghệ truy nhập quang 35 3.1 Các mạng PON 35 3.2 APON 38 3.2.1 Cấu hình tham chiếu 38 3.2.1.1 OLT 39 3.2.1.2 ONU 40 3.2.1.3 ODN 41 3.2.2 Các đặc tả cho APON 42 3.2.3 Cấu trúc phân lớp APON 43 3.2.3.1 Lớp vật lý 44 3.2.3.2 Lớp hội tụ truyền dẫn TC 44 3.3 EPON 44 3.3.1 Kiến trúc EPON 44 3.3.2 Mơ hình ngăn xếp EPON 45 3.3.3 Giao thức EPON 46 3.3.4 Bảo mật EPON 46 3.3.5 Những bước phát triển 47 3.4 Metro Ethernet 48 3.4.1 Lợi ích dùng dịch vụ Ethernet 48 3.4.1.1 Tính dễ sử dụng 48 3.4.1.2 Hiệu chi phí 48 3.4.1.3 Tính linh hoạt 49 3.4.2 Mơ hình dịch vụ Ethernet 49 3.4.2.1 Kết nối Ethernet ảo 49 3.4.2.2 Khuôn khổ định nghĩa dịch vụ Ethernet 50 3.4.3 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet 52 3.4.3.1 Ghép dịch vụ 52 3.4.3.2 Gộp nhóm 52 3.4.3.3 Đặc tính băng thơng 52 3.4.3.4 Thông số hiệu 53 3.4.3.5 Vấn đề an ninh mạng (Network security) 53 3.4.4 Tình hình triển khai 53 3.4.5 Những công nghệ sử dụng 56 3.4.5.1 Truyền tải Metro Ethernet qua SONET/SDH 56 3.4.5.2 RPR 56 PHẦN III: CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 58 Chương 4: Các mạng truy nhập không dây băng rộng 59 4.1 Giới thiệu chung 59 ii Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập NGN 4.2 Phát triển truy nhập vô tuyến hội tụ đến 4G 60 4.2.1 Hệ thống thông tin di động 2G tảng CDMA 61 4.2.1.1 GSM 61 4.2.1.2 IS-95 62 4.2.1.3 GPRS 63 4.2.2 Hệ thống 3G 63 4.2.2.1 IMT-2000 63 4.2.2.2 GPP2 & cdma2000 64 4.2.3 WLAN 65 4.2.4 Wimax 66 4.2.5 Hệ thống 4G 67 4.3 So sánh đánh giá công nghệ 67 Chương 5: Truy nhập qua vệ tinh 69 5.1 Giới thiệu chung 69 5.2 Hệ thống VSAT 71 Chương 6: WLAN WI-FI 72 6.1 Giới thiệu chung 72 6.2 Kiến trúc WLAN 72 6.2.1 Cấu hình mạng WLAN 72 6.2.1.1 Cấu hình mạng WLAN độc lập 73 6.2.1.2 Cấu hình mạng WLAN sở 73 6.2.1.3 Kiến trúc đầy đủ WLAN 74 6.2.2 Mơ hình tham chiếu IEEE 802.11 75 6.3 Chuẩn công nghệ 76 6.4 Hệ thống thiết bị 79 6.4.1 Các card giao diện mạng vô tuyến 79 6.4.2 Các điểm truy nhập vô tuyến 79 6.4.3 Cầu nối vô tuyến từ xa 80 6.5 Bảo mật 81 6.5.1 Tập dịch vụ ID (SSID) 81 6.5.2 Giao thức bảo mật tương đương hữu tuyến (WEP) 82 6.5.3 Lọc địa MAC 83 6.6 Tình hình triển khai Việtnam 84 7.1 Giới thiệu chung 85 7.1.1 Lịch sử Wimax 85 7.1.2 Khái niệm Wimax 86 7.1.3 Băng tần 86 7.2 Kiến trúc Wimax 87 7.2.1 Cấu hình mạng 87 7.2.1.1 Cấu hình mạng điểm- đa điểm (PMP) 87 7.2.1.2 Cấu hình mắt lưới MESH 87 7.2.2 Mơ hình phân lớp 88 7.3 Chuẩn công nghệ 89 7.3.1 Chuẩn 802.16-2001 90 7.3.2 Chuẩn 802.16a-2003 91 iii Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập NGN 7.3.3 Chuẩn 802.16c-2002 91 7.3.4 Chuẩn 802.16d-2004 91 7.3.5 Chuẩn 802.16e-2005 92 7.4 Một số đặc điểm kỹ thuật Wimax 92 7.4.1 Lớp vật lý 92 7.4.1.1 Khái niệm OFDM 93 7.4.1.2 OFDMA cho lớp vật lý vô tuyến MAN-OFDMA 94 7.4.1.3 SOFDMA theo tỷ lệ (S-OFDMA) 94 7.4.1.4 Kênh hóa 95 7.4.2 Lớp MAC 96 7.5 Hệ thống thiết bị 98 7.6 Bảo mật 102 7.7 Tình hình triển khai Việtnam 102 iv Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Cơng nghệ truy nhập NGN DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mạng hệ sau cơng nghệ truy nhập Hình 1.2: Sự đời dịng thiết bị truy nhập Hình 1.3: Thiết bị DLC hệ Hình 1.4: Thiết bị truy nhập IP cho mạng hệ sau Hình 2.1: Lịch sử phát triển công nghệ họ xDSL 11 Hình 2.2: Bộ cung cấp mạch vịng th bao số xDSL 15 Hình 2.3: Cấu trúc hệ thống ADSL 16 Hình 2.4: ADSL sử dụng không sử dụng kĩ thuật triệt tiếng vọng 18 Hình 2.5: Phân chia băng tần kĩ thuật FDM 19 Hình 2.6: Phân chia băng tần kĩ thuật EC 20 Hình 2.7 Phân tách tín hiệu lên, xuống phương pháp khử tiếng vọng 20 Hình 2.8 : Sơ đồ khối thu phát ADSL 21 Hình 2.9: Tốc độ số liệu đường xuống ADSL2+ so với ADSL2 27 Hình 2.10: Ghép hai đường ADSL2+ 28 Hình 2.11: Khả cung cấp dịch vụ kĩ thuật VDSL 32 Hình 2.12: Tình hình triển khai xDSL Việt nam VNPT 34 Hình 3.1: Sơ đồ logic hệ thống mạng PON 36 Hình 3.2: Cấu hình chung mạng PON 38 Hình 3.3: Cấu hình tham chiếu APON 38 Hình 3.4: Các khối chức OLT 39 Hình 3.5: Các khối chức ONU 40 Hình 3.6: Cấu hình vật lý ODN 42 Hình 3.7: Cấu trúc phân lớp mạng APON 43 Hình 3.8: Ngăn xếp EPON 46 Hình 3.9 Mạng MAN thử nghiệp thành phố Hồ Chí Minh 53 Hình 3.10 Mạng MAN Ninh Bình 55 Hình 4.1 : Các công nghệ truy nhập vô tuyến 59 Hình 4.2: Xu hướng hội tụ công nghệ truy nhập vô tuyến 60 Hình 4.3: Mốc lịch sử truy nhập vô tuyến 61 Hình 4.4: Sự phát triển lên 4G từ công nghệ WAN 61 Hình 4.5: Hệ thống IMT 2000 63 Hình 4.6 : Các công nghệ truy nhập vô tuyến cạnh tranh 68 Hình 5.1 Điện thoại di động Iridium 70 Hình 6.1 Quá trình phát triển WLAN 72 Hình 6.2: Cấu hình mạng WLAN độc lập 73 Hình 6.3 Cấu hình mạng WLAN sở 74 Hình 6.4: Cấu hình WLAN dùng lặp 74 Hình 6.5: Kiến trúc WLAN đầy đủ 75 Hình 6.8: Mơ hình tham chiếu IEEE 802.11 76 Hình 6.6: Mơ hình tham chiếu 78 Hình 6.9: Điểm truy nhập AP 80 Hình 6.10: Cầu nối vơ tuyến 81 i Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Cơng nghệ truy nhập NGN Hình 7.1: Cấu hình điểm-đa điểm (PMP) 87 Hình 7.2: Cấu hình mắt lưới MESH 88 Hình 7.3: Các phân lớp giao thức Wimax cho hai lớp cuối 89 Hình 7.4: Vị trí chuẩn IEEE 802.16 cấu trúc chuẩn IEEE 802 90 Hình 7.5: Quá trình truyền dẫn 92 Hình 7.6: OFDM với sóng mang 94 Hình 7.7: Ấn định khe thời gian OFDM 96 Hình 7.8: Phân lớp MAC chức 97 ii Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập NGN DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Các công nghệ họ xDSL 13 Bảng 2.2: Tốc độ khoảng cách loại VDSL 32 Bảng 7.1: Các tham số SOFDMA 95 Bảng 7.2: Thương hiệu nhà cung cấp thiết bị Wimax 98 iii Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập NGN 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 lập tài khoản AAS Adaptive Antenna System Hệ thống anten thích ứng ACK ADSL Acknowledgment Asymmetric Digital Subcriber Line Xác nhận Đường dây thuê bao số bất đối xứng AES Advance Ecryption Standard Chuẩn mật mã nâng cao AK Authorization Key Khóa nhận thực AMC ANSI Điều chế mã hóa thích ứng Viện Quốc Gia Mỹ APON Adaptive Modulation and Coding American National Standards Institute ATM Passive Optical Network ARQ Automatic Retransmission Request Yêu cầu truyền lại tự động ASN ATM Access Service Network Asynchronuos Transfer Mode Mạng dịch vụ truy nhập Phương thức truyền dẫn không đồng ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền không đồng ATP Access Termination Point AWGN Additive White Gauussian Noise Điểm tham chiếu đầu cuối truy nhập Nhiễu Gauss trắng cộng BE BER B-ISDN Best Effort Bit Error Ratio B-Inergrated Service Digital Network Dịch vụ nỗ lực tốt Tỉ số tín hiệu nhiễu Mạng số dịch vụ tích hợp băng rộng BPSK Binary Phase shift Keying Khóa chuyển pha nhị phân BR B-RAS Bandwidth Request BroadBand Remote Access Server Yêu cầu băng thông 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 Mạng quang thụ động truyền dẫn không đồng iv ... triển mạng viễn thông phương thức truy truy nhập 1.1 Các hệ mạng truy nhập mạng viễn thông tương ứng 1.1.1 Mạng NGN công nghệ truy nhập 1.1.2 Những giai đoạn phát triển mạng truy nhập. .. 1.2 Công nghệ truy nhập hữu tuyến 1.3 Công nghệ truy nhập vô tuyến 1.4 Những công nghệ truy nhập hữu tuyến cạnh tranh 1.4.1 Công nghệ PLC 1.4.2 Công nghệ. .. hệ mạng truy nhập mạng viễn thông tương ứng 1.1.1 Mạng NGN công nghệ truy nhập Định nghĩa NGN Mạng viễn thông hệ có nhiều cách gọi khác Mạng đa dịch vụ, Mạng hội tụ, Mạng phân phối hay mạng nhiều