Đề tài mạng truy nhập ADSL

1 TÓM TẮT NỘI DUNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Băng thông rộng là một xu hướng phát triển tất yếu. Và sự phổ biến nhanh chóng tại Việt Nam của ADSL - một trong những công nghệ truy cập Internet băng thông rộng, đã và đang nở rộ trên khắp thế giới. Tuy nhiên, băng thông nói riêng theo cách hiểu thông thường không phải là tất yếu duy nhất quyết định việc sử dụng và ứng dụng mạng Internet. Trong khoá luận này giúp em hiểu được về mạng truy nhập đường dây thuê bao s ố bất đối xứng ADSL, hiểu được thế nào là ADSL ? vì sao phải sử dụng kỹ thuật ADSL và lý do của sự ra đời mạng truy nhập ADSL. Em cũng hiểu về mô hình tham chiếu mạng ADSL về phía nhà thuê bao như ATU-R, và về phía nhà cung cấp như ATU-C và ngăn xếp giao thức truyền thông sử dụng trong mạng truy nhập ADSL như là: Giao thức TCP/IP, giao thức UDP, giao thức PPP Thực hịên quá trình truyền dữ liệu và voice bằng PCanywhere và Netmeting giữa máy PC của mạ ng LAN tới máy chủ IBM thông qua DSLAM và modem ZoomX5. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ======000===== Trần Thị Kim Oanh MẠNG TRUY NHẬP ADSL KHOÁ LUẬN TỐT NGIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Điện tử - Viễn thông Cán bộ hướng dẫn: PGS-TS. Nguyễn Kim Giao Cán bộ đồng hướng dẫn: Cử nhân Phạm Thị Hồng HÀ N ỘI - 2005 2 TÓM TẮT NỘI DUNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Băng thông rộng là một xu hướng phát triển tất yếu. Và sự phổ biến nhanh chóng tại Việt Nam của ADSL - một trong những công nghệ truy cập Internet băng thông rộng, đã và đang nở rộ trên khắp thế giới. Tuy nhiên, băng thông nói riêng theo cách hiểu thông thường không phải là tất yếu duy nhất quyết định việc sử dụng và ứng dụng mạng Internet. Trong khoá luận này giúp em hiểu được về mạng truy nhập đường dây thuê bao s ố bất đối xứng ADSL, hiểu được thế nào là ADSL ? vì sao phải sử dụng kỹ thuật ADSL và lý do của sự ra đời mạng truy nhập ADSL. Em cũng hiểu về mô hình tham chiếu mạng ADSL về phía nhà thuê bao như ATU-R, và về phía nhà cung cấp như ATU-C và ngăn xếp giao thức truyền thông sử dụng trong mạng truy nhập ADSL như là: Giao thức TCP/IP, giao thức UDP, giao thức PPP Thực hịên quá trình truyền dữ liệu và voice bằng PCanywhere và Netmeting giữa máy PC của mạ ng LAN tới máy chủ IBM thông qua DSLAM và modem ZoomX5. 3 THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT AAL ATM Adaptation Layer ADSL Asymetric Digital Subcriber Line ATM Asynchronous Transfer Mode ATU ADSL Transmission Unit ATU-C ATU-CO ATU-R ATU-Remote BAS Broadband Access Server B-ISDN Broadband-ISDN BMAP Broadband Modem Access Protocol BT Bridge Tap BER Bit- Error Rate BRAS Broadband Remote Access Server BRI Basic Rate Interface 4 CAP Carrierless Amplitude Modulation CBR Constant Bit Rate, or Continuous Bit Rate CHAP Challenge Handshake Authentication Protocol CCIT Consultive Committee on International Telegraph And Telephone CIR Committed Information Rate CLP Cell Loss Priroity CMT Connection Management CO Central Office CPE Customer Premises Equiment CRC Cyclical Redundancy Check CS Convergence Sublayer CSU Channel Servicce DBS Direct Broađcast Satellite Corporation DCE Data Communication Channels DLC Digital Loop Carrier DLCI Datalink Connection Identifier DMT Discrete Multitone DSL Digital Subcriber Line DSLAM DSL Access Module DHCP Dynamic Host Configuration Protocol DSP Digital Signal Processor DSU Data Service Unit DTE Data Terminal Equiment DTP Data Tranport Protocol EA Extended Address EC Echo Canceller ETSI European Telecommunication Standard Institude EOC End Of Message FCC Faderal Communication Commission FCS Frame Check Sequence FDD Frequency Division Duplexed FDM Frequency Division Modulation 5 FEC Forward Error Correction FEXT Far End Crosstalk FECN Forward Explicit Congestion Notification FM Frequency Modulation FR Frame Relay FRI Frame Relay Interface FSK Frequency Shift Keying GFC Generic Flow Control HDLC High-Level Data Link Control HDSL Hight bit rate DSL HEC Header Error Control HFC Header Fiber Filter IBM International Business Machine IDSL ISDN DSL IGMP Internet Group Management Protocol IP Internet Protocol ISI Inter Symbol Interference ISP Internet Service Provider ITU International Telecommunication Union LAN Local Area Network LLC Logical Link Control LPF Low Pass Filter MAC Media Access Control MAN Metropoliant Area Network MDF Main Distributor Frame MDU Multitenant –Dewelling Unit MODEM Modulation/Demodulation MUX Multiplexer MTU Multi Tenant Unit NAP Network Access Provider NAT Network Ađress Translation NEXT Near End Crosstalk 6 NSP Network Service Provider NTU Network Termination Unit NTP Network Transport Provider OS Operation Systems OSI Open System s Interconection PAP Password Authentication Protocol PC Personal Computer PDU Plesiochronous Digital Hierarchy PHY Physical Layer Protocol POTS Plain Old Telephone Service PPP Point to Point Protocol PSD Power Spectral Density PSTN Public Switch Telephone Network PVC Permanent Virtual Connection QAM Quarature Amplitude Modulation QoS Quality of Service RADSL Rate Adaptive Digital Subcriber Line RFI Radio Frequency Intrference SAR Sgementation And Reassembly Sublayer SDSL Symmetric DSL SDH Synchronous Digital Hierarchy SHDSL Sigle pair High-bit-rate DSL SOHO Small Office Home Office SNMP Simple Network Management Protocol SVC Switch Virtual Channel Syn Synchronization symbol TCP Transmission Control Protocol TDM Time Division Multiplexing Telco Telephone Companny UNI User to Network Interface VBR Variable Bit Rate VCI Vitual Channel Indentifer 7 VDSL Very High Speed DSL VLAN Virtual LAN VPI Virtual Path Indentifer Lời mở đầu Trong những năm vừa qua, nhu cầu trao đổi thông tin ngày một cao nó không chỉ nằm trong giới hạn của một quốc gia, mà là trên phạm vi thế giới. Sự phát triển rất nhanh của công nghệ viễn thông và nhu cầu trao đổi dữ liệu không ngừng với các loại hình dịch vụ truyền dữ liệu hình ảnh âm thanh kết hợp với tốc độ siêu cao. Trong khi đó mạng PSTN vốn được thiết kế để phụ c vụ cho mạng truyền thoại truyền thông 64kbps đang trở nên quá tải và tắc nghẽn. Dịch vụ Internet đã phát triển trên toàn cầu, mở đầu cho nhu cầu truyền dữ liệu tăng nhanh, với việc sử dụng modem tương tự (tốc độ cực đại khoảng 56kbps) và hình thức truy nhập quay số, đã không đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao và khắt khe của khách hàng. Thực tế này đã thúc đẩy các nhà nghiên cứ u viễn thông phải nhanh chóng tìm ra một giải pháp hiệu quả để cung cấp các dịch vụ băng rộng tới khách hàng. Công nghệ xDSL đã ra đời đáp ứng được nhu cầu này. Trong đó nổi bật, là công nghệ ADSL với hai ưu điểm là loại bỏ được giới hạn băng tần thoại và tận dụng được mạng cáp đồng hiện có. Hiện nay ở Việt nam mạng Internet đang phát triển vớ i tốc độ rất cao, số lượng thuê bao Internet tăng lên rất nhanh, phân bố rộng khắp nhưng tốc độ truy nhập mà mạng thuê bao có khả năng đáp ứng lại rất thấp, khó có thể đáp ứng được nhu cầu phát triển nhanh chóng của mạng Internet. Chính điều này đã tạo cơ hội rất tốt để phát triển việc sử dụng rộng rãi kỹ thuật ADSL. Do hầu hết các thuê bao đều dùng cáp đồng điện thoại để truy nhập mạng cho nên kỹ thuật ADSL chính là một phương án lựa chọn đầu tiên của các công ty điện thoại cũng như các thuê bao Internet. 8 Trên thế giới đã có rất nhiều nước triển khai hệ thống này, và thực tế đã chứng minh các ưu điểm của nó. Tại Việt Nam ADSL cũng đã thử nghiệm rất thành công ở các thành phố lớn như Hà Nội, Hải phòng, thành phố Hồ Chí Minh, phần lớn khách hàng sử dụng đều tỏ ra rất hài lòng. Dự kiến mạng truy nhập ADSL sẽ được đưa vào khai thác trong thời gian tới. Đề tài tốt nghiệp “Mạng truy nhập ADSL”, đưa ra những kiến thức cơ bản về mạng truy cập ADSL và bộ tập trung DSLAM AM3000. Đề tài này được chia làm 4 chương trong đó. Chương 1 : Giới thiệu một cách khái quát về mạng truy nhập đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL. Chương 2 : Phân tích mô hình tham chiếu mạng ADSL và ngăn xếp giao thức truyền thông sử dụng trong ADSL. Chương 3 : Nghiên cứu thiết bị DSLAM và xây dựng mô hình m ạng truy cập DSL trong phòng thí nghiệm của BMVT Chương 4 : Phần thực nghiệm AM3000 trong phòng thực tập viễn thông Đại Học Công Nghệ - Đại Học Quốc Gia Hà Nội. Do thời gian hạn chế, trình độ và kinh nghiệm còn có hạn nên nội dung của luận văn này chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự quan tâm và góp ý của thầy, cô và các bạn. Để hoàn thành luận văn này, trước tiên em muốn gửi đến thầy Nguyễ n Kim Giao và cán bộ đồng hướng dẫn là chị Phạm Thị Hồng lời cám ơn chân thành về sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy cô trong suốt thời gian qua. Đồng thời em cũng chân thành cảm ơn các anh chị trong phòng thực tập viễn thông Đại Học Công nghệ-ĐHQG Hà Nội đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em. Ngoài ra em muốn gửi đến quý thầy cô, gia đình và bạn bè l ời cảm ơn chân thành và biết ơn sâu sắc về sự giúp đỡ trong suốt thời gian em học tập tại khoa. 9 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ MẠNG TRUY NHẬP ĐƯỜNG DÂY THUÊ BAO SỐ BẤT ĐỐI XỨNG ADSL 1.1. ADSL là gì? Đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL (Asymmetric digital subscriber line) là công nghệ truyền thông băng rộng cho phép truyền dữ liệu với tốc độ cao trên cơ sở sử dụng mạng điện thoại có sẵn hay nói cách khác ADSL là công nghệ truyền dẫn mạch vòng nội hạt, có thể truyền tải dữ liệu và thoại đồng thời trên cùng một đường dây điện thoại truyền thống. ADSL có các tốc độ bít như sau: • T ốc độ bít hướng xuống Downstream (về phía thuê bao) lên tới gần 9Mbit/s. • Tốc độ bít hướng lên Upstream (về phía nhà cung cấp) lên tới gần 1 Mbit/s. • Hỗ trợ dịch vụ điện thoại truyền thống (POST, tín hiệu thoại tương tự v.v ). Tốc độ bít truyền từ nhà cung cấp tới thuê bao lớn gấp nhiều lần so với tốc độ bít truyền theo hướng ngược lại, do đó có thuật ng ữ không đối xứng. ADSL khai thác đặc tính của đường cáp đồng sử dụng trong mạng điện thoại có băng thông là 1.1Mhz để truyền tín hiệu thoại tương tự ở tần số thấp từ 0 đến 4Khz, tiếp đó là phổ tần số cho tín hiệu upstream và dải phổ cuối cùng cho tín hiệu Downstream. Để thực hiện điều này ADSL sử dụng các bộ tách (Splitter) thực chất là các bộ lọc thông thấp (LPF). 10 Ngoài các bộ tách, hệ thống ADSL sử dụng một đơn vị truyền dẫn ở tổng đài trung tâm ATU-C (ADSL Transmission Unit at the Central office) và đơn vị truyền dẫn ADSL ở phía khách hàng ATU-R (ADSL Transmission Unit Remote Side). Hình 1.1: Biểu diễn dải phổ của ADSL 1.2. Lịch sử phát triển của công nghệ ADSL Những định nghĩa đầu tiên về ADSL xuất hiện từ năm 1989, đó là kết quả nghiên cứu của J.W.Lechleider và các cộng sự tại phòng thí nghiệm Bellcore. Những phát triển đầu tiên của ADSL bắt đầu tại trường Đại Học Stanford và phòng thí nghiệm AT&T Bell vào năm 1990. Các mẫu đầu tiên của ADSL đã gửi tới các công ty điện thoại và phòng thí nghiệm Bellcore vào năm 1992, và các sản phẩm ADSL sớm nhất được chuyển vào các khu thử nghiệm vào năm 1995. ADSL được tạo ra trên cơ sở các nghiên cứu trước đây trên modem băng tần thoại là ISDL và HDSL. Vào tháng 10 năm 1998, ITU đã đưa ra một bộ các khuyến nghị sơ bộ cho ADSL. Khuyến nghị G.922.1 đã xác định rõ ADSL toàn tốc. Khuyến nghị này gần giống tiêu chuẩn ANSI T1.413 phát hành lần thứ 2 với 2 điểm khác biệt chính : • Chuỗi âm tần khởi tạo của tiêu chuẩn T1.413 được thay thế bằng quá trình dựa trên bản tin, được mô tả trong khuyến nghị G.994.1 • Một chế độ đặc biệt được bổ sung thêm nhằm cải thiện hiệu năng hệ thống khi xuất hiện xuyên âm từ IDSN kiểu TCM, đã được dùng ở Nhật Bản. [...]... mạch truy n thống thường được gọi là POST (Pain Old Telephone Services) Điều này nhắc đến thuật ngữ DSL, tức là các PANS cơ sở (Positively Amazing New Services) 1.5.2 Nguyên lý ADSL Nguyên lý ADSL là sử dụng phần băng thông còn lại của cáp đồng (băng thông của cáp đồng lên tới 1.1MHz ) cho việc truy nhập dữ liệu tốc độ cao Nguyên lý hoạt động của mạng truy cập ADSL là tín hiệu được truy n từ phía mạng. .. trễ truy n dẫn bổ sung tới 20 ms, điều này làm giảm thông lượng của các giao thức như TCP/IP, khi đòi hỏi các gói phải được ghi nhận trước khi dữ liệu tiếp theo được truy n Các vòng ADSL có thể có các đầu nối nhưng không cho phép dùng các cuộn tải 27 CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ NGĂN XẾP GIAO THỨC TRUY N THÔNG SỬ DỤNG TRONG ADSL 2.1 Mô hình tham chiếu mạng ADSL Hệ thống mạng ADSL là hệ thống mạng. .. truy nhập và mạng dữ liệu • U- C2: Giao diện ADSL tới đơn vị truy n dẫn ở tổng đài trung tâm ATU-C không có băng thoại POST ( từ 0->4 KHz ) • U- C: Giao diện ADSL tới ATU-C bao gồm cả băng thoại POTS • U- R: Giao diện ADSL tới ATU-R bao gồm cả băng thoại POTS • U- R2: Giao diện ADSL tới truy n dẫn ADSL ở phía khách hàng ATUR không có băng tần thoại POST ( từ 0->4 KHz) • T- R: Giao diện giữa ATU-R và mạng. .. mạng truy n thông Trong mạng truy n thông này có cả hai điều kiện về chuẩn đó là chuẩn T1E1.4 và ASNI T1.413 Trong ADSL có TR-001 được xem như là các modems tham chiếu cho liên kết ADSL Về sau mô hình ADSL được mở rộng cho tham chiếu chuẩn 28 ASNI T1.413, chúng sẽ sử dụng mô hình chuẩn ASNI T1.413 này cho ADSL PMD (Physical-medium dependent) là lớp dưới của lớp vật lí Hình 2.1: Mô hình tham chiếu ADSL. .. phát hành lần thứ nhất phát triển trên các khái niệm của ADSL3 Sau khi chuẩn ANSI T1.413 được chấp thuận, các khái niệm ADSL1 , ADSL2 , ADSL3 ít được sử dụng 1.7.2 RADSL- Tuyến thuê bao số tốc độ thích nghi Đường thuê bao số tốc độ thích nghi (rate adaptive DSL-RADSL) là thuật ngữ dùng để chỉ các hệ thống ADSL có khả năng xác định tự động dung năng truy n tải của một mạch vòng đơn và sau đó vận hành với... thiết bị phức tạp và đắt Các thiết bị ADSL được thiết kế sử dụng mã đường truy n cho cả QAM, CAP, và DMT Tuy nhiên tiêu chuẩn chính thức do ANSI đưa ra cho ADSL lại là DMT, mặc dù DMT ra đời sau QAM và CAP 1.7 Các khả năng và ứng dụng của ADSL 1.7.1 ADSL1 , ADSL2 , và ADSL3 Khái niệm ADSL đã được đưa ra từ đầu những năm 1990 , ban đầu ADSL có tốc độ cố định là 1.5Mbps cho Downstream và 16Kbps cho upstream... làm việc với nhau để cung cấp phương tiện truy n thông trên mạng TCP/IP là một bộ giao thức cơ bản, làm nền tảng cho truy n thông liên mạng Trong thực tế, TCP/IP không đơn thuần chỉ là sự kết hợp của hai giao thức trên mà nó bao hàm tất cả các giao thức họ TCP/IP - là một hệ thống các phần mềm cung cấp các dịch vụ trên mạng như: Truy nhập từ xa(Remote login), truy n file (file transfer) và thư điện tử... nhiễu từ dịch vụ thoại truy n thống gây nhiễu cho truy n dẫn số Hình 1.9: Kỹ thuật truy n dẫn ECH Một số hệ thống ADSL sử dụng kỹ thuật truy n dẫn ECH, xem hình 1.9, trong đó băng tần dùng cho hướng lên trùng với băng tần dùng cho hướng xuống Do các 26 băng tần chồng lấn lên nhau, băng thông tổng cộng dùng để truy n có thể giảm xuống Tuy nhiên, các hệ thống ECH này mắc phải một vấn đề về tự xuyên âm và... hệ 1 hay ADSL1 Sau đó một vài ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao hơn và điều đó đòi hỏi các kỹ thuật truy n dẫn tiến bộ hơn và ADSL2 ra đời với tốc độ Downstream là 3Mbps và upstream là 16Kbps cho phép truy n đồng thời hai luồng dữ liệu MPEG-1 Cho đến năm 1993, ADSL3 ra đời cung cấp tốc độ 6Mbps cho Dowstream và 64Kbps 23 cho upstream cho luồng dữ liệu truy n về để bổ trợ cho hình ảnh MPEG-2 Chuẩn ADSL ANSI... thêm các thiết bị ADSL Vào năm 1994 ADSL Forum đưa ra mô hình tham chiếu hệ thống mạng truy cập ADSL và đến năm 1997 ADSL Forum cho phép hơn 2000 thành viên đại diện những nhà cung cấp dịch vụ, những nhà sản xuất thiết bị và những công ty chất bán dẫn khắp thế giới dùng mô hình chuẩn này Mô hình tham chiếu hệ thống được chỉ ra trên hình 2.1 Trong mô hình ta sử dụng một cặp modems ADSL kết nối tới người . khai thác trong thời gian tới. Đề tài tốt nghiệp Mạng truy nhập ADSL , đưa ra những kiến thức cơ bản về mạng truy cập ADSL và bộ tập trung DSLAM AM3000. Đề tài này được chia làm 4 chương. đời mạng truy nhập ADSL. Em cũng hiểu về mô hình tham chiếu mạng ADSL về phía nhà thuê bao như ATU-R, và về phía nhà cung cấp như ATU-C và ngăn xếp giao thức truy n thông sử dụng trong mạng truy. đời mạng truy nhập ADSL. Em cũng hiểu về mô hình tham chiếu mạng ADSL về phía nhà thuê bao như ATU-R, và về phía nhà cung cấp như ATU-C và ngăn xếp giao thức truy n thông sử dụng trong mạng truy