công nghệ nền tảng ADSL

luận văn về công nghệ nền tảng ADSL

Tìm hiểu công nghệ ADSL Mục lục Lời nói đầu .3 Chơng 1. Công nghệ nền tảng của ADSL .5 1.1. Mạng nội bộ (LAN) .5 1.1.1. Công nghệ Ethernet và IEEE 802.3 5 1.1.1.1. Cấu trúc gói số liệu 5 1.1.1.2. Nguyên tắc hoạt động 7 1.1.1.3. Hình thức kết nối vật lý .10 1.1.1.4. CSMA/CD .12 1.1.1.5. Fast Ethernet .13 1.1.1.6. Sự thực thi Fast Ethernet .14 1.1.1.7. Gigabit Ethernet .14 1.1.1.8. Sự thực thi Gigabit Ethernet .14 1.1.2. Công nghệ mạng Token Ring 15 1.1.2.1. Cấu trúc gói số liệu .15 1.1.2.2. Nguyên tắc hoạt động .17 1.2. Mạng diện rộng WAN 18 1.2.1. Kết nối điểm - điểm .18 1.2.2. Switched WANs .18 1.2.2.1. Chuyển mạch Circuit Switching 18 1.2.2.2. Chuyển mạch gói- Packet Switching 19 1.2.2.3. ATM .19 1.2.2.4. Mạng X.25 19 1.2.2.5. Frame Relay .21 1.2.2.6. ISDN .21 1.2.2.7. SONET 22 1.3. Các thiết bị kết nối phổ biến trong mạng LAN và WAN .23 1.3.1. Card mạng: NIC .23 1.3.2. Repeater: Bộ lặp .23 1.3.3. HUB 23 1.3.4. Liên mạng (Internet Working) .25 1 Tìm hiểu công nghệ ADSL 1.3.4.1. Cầu nối (Bridge) .25 1.3.4.2. Bộ dẫn đờng (Router) .25 1.3.4.3. Bộ chuyển mạch (Switch) .26 Chơng 2. Tổng quan về ADSL .27 2.1. Giới thiệu tổng quan kỹ thuật xDSL 27 2.2. Tổng quan về công nghệ xDSL .29 2.2.1. Đặc điểm của công nghệ xDSL 29 2.2.2. Ưu điểm của công nghệ xDSL .30 2.2.3. Những thách thức chính của công nghệ xDSL .30 2.3. Kỹ thuật ADSL .31 2.3.1. ADSL là gì 31 2.3.2. ứng dụng của ADSL .33 2.3.3. Cơ chế hoạt động và dải tần của ADSL .34 2.3.3.1. Cơ chế hoạt động 34 2.3.3.2. Dải phổ tần của ADSL 35 2.3.4. Ưu điểm của ADSL so với PSTN & ISDN .35 2.3.5. Các thành phần của ADSL .36 2.3.5.1. Modem ADSL là gì 37 2.3.5.2. Modem ADSL làm việc nh thế nào 38 2.3.5.3. Mạch vòng/Local Loop là gì 39 2.3.6. Các thành phần ADSL từ phía nhà cung cấp dịch vụ .40 2.3.6.1. DLAM là gì 40 2.3.6.2. BAS là gì 41 2.3.6.3. ISP là gì .42 2.3.7. Các thành phần khác của hệ thống ADSL .42 2.3.8. Kết nối mạng 42 2.3.8.1. Các giao thức đợc sử dụng giữa modem và BAS 43 2.3.8.2. Vai trò của ATM 43 2.3.9. Vai trò của PPP 44 2.3.10. Modem ADSL trên thực tế 44 2.3.11. Mối tơng quan giữa thoại và ADSL .45 2 Tìm hiểu công nghệ ADSL 2.3.11.1. Thoại và ADSL chung sống ra sao .46 2.3.11.2. Tốc độ đa dạng .46 2.4. ADSL mang lại gì cho ngời dùng, doanh nghiệp .47 2.4.1. Đối với ngời dùng 47 2.4.2. Đối với doanh nghiệp và các tổ chức xã hội 48 Chơng 3. Tình hình phát triển ADSL tại nớc ta hiện nay .49 3.1. Tình hình phát triển ADSL tại Việt Nam 49 3.1.1. Sự ra đời của kỹ thuật ADSL tại Việt Nam 49 3.1.2. Công nghệ ADSL tại Việt Nam .49 3.1.2.1. Các nhà cung cấp đờng truyền ADSL tại Việt Nam 49 3.1.2.2. Tìm hiểu cách thanh toán cớc phí thuê bao ADSL .52 3.1.2.3. DLAM một số cổng DLAM tại Hà Nội .53 3.2. Thách thức với các nhà cung cấp dịch vụ ADSL tại Việt Nam .54 3.2.1. Cung vợt quá cầu 54 3.2.2. Chất lợng đờng dây 54 3.2.3. Hớng giải quyết của các nhà cung cấp dịch vụ ADSL .55 Chơng 4: Kết luận .57 Tài liệu tham khảo 3 Tìm hiểu công nghệ ADSL Lời nói đầu Những năm đầu của thế kỉ XXI, đợc coi là kỷ nguyên của công nghệ thông tin, thông tin học có ý nghĩa đến sự thành công và phát triển của một quốc gia. Trong giai đoạn công nghiệp hoá - hiện đại hoá, nhu cầu tìm kiếm và trao đổi thông tin đã làm cho mạng Internet ra đời. Các cơ quan, tổ chức đều nhận thức đợc tính u việt của xử lý thông tin qua mạng. Kết nối mạng không thể thiếu cho các hoạt động xã hội nói chung và công nghệ thông tin nói riêng. Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ ADSL ra đời đã đáp ứng cho việc xử lý thông tin một cách thuận tiện nhanh chóng, chính xác và đạt hiệu quả công việc cao. Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp hệ Kỹ thuật viên, chúng tôi nghiên cứu về : Công nghệ ADSL . Đồ án đợc bố cục làm 4 chơng: Chơng 1 Công nghệ nền tảng của ADSL, trong chơng này trình bày các kiến thức cơ bản về mạng và các thiết bị mạng, đi sâu về phân loại mạng máy tính theo phạm vi địa lý (LAN và WAN). Đặc biệt là mạng WAN, vì đó là công nghệ nền tảng của ADSL. Chơng 2 Tổng quan về ADSL, trong chơng này trình bày các kiến thức cơ bản, tổng thể về công nghệ ADSL. Chơng 3 Tình hình phát triển ADSL tại Việt Nam, trong chơng này trình bày sự phát triển của ADSL cũng nh những khó khăn mà các nhà cung cấp dịch vụ ADSL gặp tại nớc ta. Chơng 4 Kết luận, trong chơng này đa ra những nhận định, đánh giá về công nghệ ADSL và hớng phát triển của công nghệ này. Do thời gian và kiến thức có hạn nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến và giúp đỡ của các thầy cô, bạn bè. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn! 4 Tìm hiểu công nghệ ADSL Chơng 1 Công nghệ nền tảng của ADSL Chúng ta có thể nghĩ đến Internet nh là những mạng xơng sống đợc tạo ra và quản lý bởi các tổ chức quốc tế, các quốc gia hay các ISP khu vực. Mạng x- ơng sống đợc nối với nhau bởi các thiết bị kết nối nh Router hay Switch. Điểm cuối của mạng là nhà cung cấp mạng cục bộ khu vực hoặc kết nối theo kiểu Point- to- point nối mạng LAN với mạng. Nhận thức Internet là một tập hợp của Switching Wans (backbones), LANs, Point- to- point WANs. Mặc dù bộ giao thức TCP/IP bình thờng bao gồm 5 lớp, nó chỉ định các giao thức trên thành 3 lớp: TCP/IP duy nhất liên quan đến tầng mạng, tầng vận chuyển và tầng ứng dụng. Điều này có nghĩa rằng TCP/IP giả thiết sự tồn tại của WANs, LANs, và kết nối những thiết bị. 1.1. Mạng nội bộ (LAN) A Local area network (LAN) là một hệ thống truyền thông tin, dữ liệu cho phép kết nối các thiết bị độc lập liên lạc với nhau trong một vùng có giới hạn, một toà nhà, hay một khu trờng. Công nghệ mạng LAN phổ biến nhất hiện nay trên thế giới cũng nh ở Việt Nam gồm có: Ethernet LANs, Token Ring LANs, Wireless LANs và ATM LANs. Trong phần này chúng ta tìm hiểu loại công nghệ đầu tiên, còn công nghệ ATM LANs sẽ đợc tìm hiểu thêm trong phần tìm hiểu công nghệ ATM ở phần sau. 1.1.1. Công nghệ Ethernet và IEEE 802.3 1.1.1.1. Cấu trúc gói số liệu Công nghệ Ethernet là phát minh của ba tập đoàn Xerox, DEC và Intel từ đầu những năm 1970. Ethernet là công nghệ mạng cục bộ đợc tổ chức kết nối theo dạng đờng thẳng (Bus), sử dụng phơng pháp điều khiển truy nhập ngẫu nhiên CSMA/CD với tốc độ trao đổi số liệu 10 Mbps. Công nghệ Ethernet đợc các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ở châu Âu và Mỹ quy chuẩn với tên là IEEE 802.3. 5 Tìm hiểu công nghệ ADSL Điểm khác biệt lớn nhất giã Ethernet và IEEE 802.3 thể hiện ở một trờng trong cấu trúc gói số liệu đợc mô tả ở hình sau: Hình 1.1: Cấu trúc gói số liệu Ethernet và IEEE 802.3 Ethernet định nghĩa trờng loại số liệu (TYPE), cho biết số liệu trong tr- ờng số liệu (Information Field) thuộc giao thức ở mức mạng trong khi IEEE 802.3 định nghĩa trong trờng độ dài (LEN) của gói số liệu. Trờng Preamble và SFD gồm chuỗi bit 1010 10 phục vụ việc đồng bộ cho đơn vị điều khiển nhận. 6 Preamble SFD SA FCSInfomationTYPEDA Preamble 1010 .10.10.11 min: 64 Byte, max: 1518 byte Included in FCS 9,6 às byte 7 1 6 6 2 >46 4 Cấu trúc gói số liệu Ethernet Preamble SFD SA FCSInfomationLENDA Preamble 1010 .1010 11 min: 64 Byte, max: 1518 byte Included in FCS 9,6 às byte 7 1 6 6 2 >46 4 Cấu trúc gói số liệu IEEE 802.3 Tìm hiểu công nghệ ADSL Với hai bit cuối cùng của trờng SFD là 11 vi phạm mẫu chuỗi bit đồng bộ, cho biết khởi đầu phần tiêu đề của gói số liệu. Chuỗi byte kiểm tra FCS đợc tạo thành theo mã nhị phân tuần hoàn, bao gồm trờng địa chỉ đích DA, địa chỉ nguồn SA, trờng loại số liệu TYPE và trờng số liệu. Khoảng cách giữa hai gói số liệu liên tiếp nhau (Interframe Gap) đợc quy định là 9,6às, cần thiết cho đơn vị điều khiển thu xử lý nội bộ và chuẩn bị thu gói số liệu tiếp theo. Độ dài tối thiểu của gói số liệu Ethernet là 64 byte, tơng đơng 512 bit, bằng 1 cửa sổ thời gian . Việc giới hạn độ dài tối đa của gói số liệu Ethernet là 1518 byte cho phép hạn chế thời gian phát, tơng ứng với thời gian chiếm kênh truyền của một trạm và nh vậy, tăng khả năng truy nhập mạng và trao đổi số liệu cho các trạm khác cũng nh giới hạn dung lợngbộ nhớ đệm phát và thu. 1.1.1.2. Nguyên tắc hoạt động Lu đồ điều khiển truy nhập mạng Ethernet và quá trình phát, thu số liệu đ- ợc mô tả trong hình 1.2 7 T×m hiÓu c«ng nghÖ ADSL 8 TxM Assemble Frame Deferring On? Stat TxM Collision ? TxM don e? TxM OK Send JAM Iner, attempts Too many Attempts ? Calo,Backoff Wait Backoff NO YES NO NO YES YES Collision Error Transmitt procedure T×m hiÓu c«ng nghÖ ADSL H×nh 1.2. Lu ®å ®iÒu khiÓn truy nhËp m¹ng Ethernet 9 RxM Start receiving Receiv e Done ? Frame too smal ? Address OK ? FCS OK ? Extra bit ? LEN OK ? CRC Error Align Error Diasemble Frame RxM done OK LEN Error NO YES NO YES YES NO NO YES NO YES NO Receive procedure Tìm hiểu công nghệ ADSL Quá trình phát bắt đầu bằng việc chuẩn bị gói số liệu cần phát trong bộ nhớ đệm phát. Nếu không ở trạng thái chờ ngẫu nhiên (deferring) vì phát hiện xung đột trớc đó và kênh rỗi, quá trình phát đợc khởi động và kết thúc tốt đẹp. Trờng hợp có xung đột truy nhập (Collision), chuỗi bit đặc biệt JAM ( jamming sequence) đợc phát để thông báo trạng thái xung đột truy nhập cho các trạm khác trong mạng biết. Nếu số lần xung đột truy nhập vợt quá giới hạn cho phép là 16 (nhờ bộ đếm xung đột truy nhập riêng), quá trình phát đợc kết thúc với thông báo lỗi Xung đột truy nhập. Trong trờng hợp ngợc lại, thời gian chờ ngẫu nhiên trớc khi kiểm tra đờng truyền và phát lại, đợc tính theo công thức: T Wait = T slot * T R với 0< T R < 2 exp min [n,16] Trong đó n là số lần xảy ra xung đột truy nhập. Bằng cách tính trên đây, thời gian chờ để kiểm tra kênh và phát lại khi có xung truy nhập tăng theo tỷ lệ thuận theo hàm số mũ với số lần truy nhập và nh vậy, làm tăng thời gian truy nhập mạng, đặc biệt khi lu lợng số liệu trao đổi trong mạng lớn, tơng ứng với xác xuất xảy ra xung đột truy nhập cao. Phơng pháp điều khiển truy nhập này, vì vậy, không thích hợp với các ứng dụng thời gian thực mà ở đó đòi hỏi thời gian truy nhập mạng xác định là yêu cầu khắt khe nhất. Quá trình thu kết thúc với việc kiểm tra độ dài gói số liệu thu đợc. Nếu độ dài gói số liệu ngắn hơn độ dài tối thiểu quy định (64 byte), nghĩa là quá trình phát có lỗi (ví dụ xung đột truy nhập), thì gói số liệu bị loại bỏ và quá trình đồng bộ để thu gói tiếp theo đợc khởi động. điều này cũng xảy ra khi địa chỉ đích không trùng với địa chỉ nguồn của địa chỉ thu. Gói số liệu thu đợc chỉ đợc ghi vào bộ nhớ đệm thu sau khi khẳng định các byte kiểm tra FCS đúng. Trong tr- ờng hợp ngợc lại, các thông báo lỗi thu, ví dụ: độ dài không đúng (LEN error) hoặc phạm vi giới hạn gói dữ liệu (aligment error) hoặc lỗi CRC (CRC error), đợc chuyển cho phần mềm điều khiển trao đổi dữ liệu. 1.1.1.3. Hình thức kết nối vật lý Sau đây là tóm tắt các đặc trng kết nối vật lý của công nghệ mạng Ethernet 10 [...]... tần rộng trên môi trờng mạng phổ biến nhất trên thế giới là đờng dây cáp điện thoại thông thờng 2.2 Tổng quan về công nghệ xDSL 2.2.1 Đặc điểm của công nghệ xDSL - Tốc độ truyền dữ liệu thay đổi tuỳ theo từng phiên bản của công nghệ xDSL và độ dài của mạch vòng thuê bao Đối với ADSL, chuẩn ADSL của ITU-T xác định tốc độ hớng truyền xuống là 6.1 Mbit/s và 640 Kbit/s hớng lên Trong thực tế tốc độ tối... cho rằng ADSL đợc sử dụng để truyền dữ liệu bằng các giao thức Internet, nhng trên thực tế việc thực hiện điều đó nh thế nào lại không phải là đặc trng kỹ thuật của ADSL 33 Tìm hiểu công nghệ ADSL Hiện nay, phần lớn ngời ta ứng dụng ADSL cho truy nhập Internet tốc độ cao và sử dụng các dịch vụ trên Internet một cách nhanh hơn 2.3.3 Cơ chế hoạt động và dải tần của ADSL 2.3.3.1 Cơ chế hoạt động: ADSL tìm... 2.2.2 Ưu điểm của công nghệ xDSL - Công nghệ đã đợc kiểm nghiệm với nhiều triệu line hoạt động trên khắp thế giới ở Châu á Hàn Quốc là nớc có mật độ thuê bao ADSL cao nhất - Chuẩn hoá bởi ITU-T - Sử dụng hệ thống cáp đồng đã đợc triển khai rộng khắp ở các nhà khai thác - Trong điều kiện thuận lợi, đầu t cho mạng DSL không lớn đối với nhà khai thác 2.2.3 Những thách thức chính của công nghệ xDSL - Khó... đờng dây Mạch ADSL tạo nên 3 kênh thông tin trên đôi dây thuê bao: Một kênh tốc độ cao từ tổng đài tới thuê bao Một kênh tốc độ trung bình 2 chiều (phụ thuộc vào cấu trúc của ADSL) Một kênh thoại hoặc một kênh N-ISDN 32 Tìm hiểu công nghệ ADSL Tốc độ đơn vị mà ADSL có thể cung cấp là 1,5 hoặc 2 Mbit/s trên một kênh từ tổng đài đến thuê bao và 16 Kbit/s trên một kênh hai hớng Modem ADSL tơng thích... (1000BASE-CX) Loại 4 dây sử dụng các cặp cáp xoắn (1000BASET) 1.1.2 Công nghệ mạng Token Ring Công nghệ mạng Token Ring dựa trên tổ chức kết nối theo dạng đờng tròn, sử dụng thẻ bài, một loạt gói số liệu đặc bịêt để xác định quyền truy nhập và trao đổi số liệu trong mạng Thực tế, các thiết bị đầu cuối đợc kết nối theo dạng 14 Tìm hiểu công nghệ ADSL điểm - tới - điểm; số liệu đợc chuyển nối tiếp từ thiết... phổ tần của ADSL 2.3.4 Ưu điểm của ADSL so với PSTN & ISDN (1) PSTN và ISDN là các công nghệ quay số (dial-up) ADSL là liên tục/ always-on tức kết nối trực tiếp (2) PSTN và ISDN cho phép chúng ta sử dụng fax, dữ liệu, thoại, dữ liệu tới Internet, dữ liệu tới các thiết bị khác ADSL chỉ truyển tải dữ liệu tới Internet (3) PSTN và ISDN cho phép chúng ta tuỳ chọn ISP nào mà ta muốn kết nối ADSL kết nối... hoặc 128kbps 35 Tìm hiểu công nghệ ADSL ADSL có thể tải dữ liệu về với tốc độ tới 8 Mbps (5) PSTN ngắt truy nhập tới Internet khi chúng ta thực hiện cuộc gọi ADSL cho phép vừa sử dụng Internet trong khi vẫn có thể thực hiện cuộc gọi đồng thời (6) Kết nối Internet qua đờng PSTN và ISDN bằng phơng thức quay số có tính cớc nội hạt ADSL không tính cớc nội hạt Ghi chú: Mặc dù modem ADSL luôn ở chế độ kết... chủng loại khác nhau, sử dụng các công nghệ khác nhau trong những yếu tố kỹ thuật quan trọng cần lu ý khi phát triển thuê bao xDSL 2.3 Kỹ thuật ADSL 2.3.1 ADSL là gì ? ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) - đó là đờng thuê bao số không đối xứng, kỹ thuật truyền đợc sử dụng trên đờng dây từ modem của thuê bao tới Nhà cung cấp dịch vụ Hiểu một cách đơn giản nhất, ADSL là sự thay thế với tốc độ cao... Khoảng cách từ tổng đài nội hạt Kiểu và độ dầy đờng dây Kiểu và số lợng các mối nối trên đờng dây Mật độ các đờng dây chuyển tải ADSL, ISDN và các tín hiệu phi thoại khác Mật độ các đờng dây chuyển tải tín hiệu radio 2.3.3.2 Dải phổ tần của ADSL 34 Tìm hiểu công nghệ ADSL ADSL chia dải tần của một cáp cặp xoắn (1Mhz) thành ba băng tần, nh trong hình 2.1 dới đây Băng tần đầu tiên, bình thờng ở khoảng... 24 AWG 0,5 3700 6,1 26 AWG 0,4 Bảng 2.2 khoảng cách tối đa cho phép của ADSL 2700 2.3.2 ứng dụng của ADSL ADSL xác lập cách thức dữ liệu đợc truyền giữa thuê bao (nhà riêng hoặc công sở) và tổng đài thoại nội hạt trên chính đờng dây điện thoại bình thờng Chúng ta vẫn thờng gọi đờng dây này là local loop Thực chất của ứng dụng ADSL không phải ở việc truyền dữ liệu đi/đến tổng đài điện thoại nội hạt . WAN, vì đó là công nghệ nền tảng của ADSL. Chơng 2 Tổng quan về ADSL, trong chơng này trình bày các kiến thức cơ bản, tổng thể về công nghệ ADSL. Chơng. bè. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn! 4 Tìm hiểu công nghệ ADSL Chơng 1 Công nghệ nền tảng của ADSL Chúng ta có thể nghĩ đến Internet nh là những mạng