Phương thức truy nhập đường dây thuê bao số DSLAM trong mạng viễn thông

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, lời em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Và Truyền Thông, người dạy dỗ, trang bị cho em kíến thức bổ ích năm học vừa qua Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo Th.S Mạc Thị Phượng, người tận tình hướng dẫn, bảo em suốt thời gian thực tập làm đồ án Nhân dịp em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, người thân cổ vũ, động viên tiếp thêm cho em nghị lực để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Mặc dù có nhiều cố gắng hoàn thiện đồ án tất nhiệt tình lực mình, nhiên tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp quý báu quý thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2012 Sinh Viên thực Lê Anh Quỳnh LỜI CAM ĐOAN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp thời gian quy định đáp ứng yêu cầu đề ra, em cố gắng tìm hiểu, học hỏi, tích lũy kiến thức học Em có tham khảo số tài liệu nêu phần “Tài liệu tham khảo” không chép nội dung từ đồ án khác Em xin cam đoan đồ án công trình nghiên cứu cá nhân nghiên cứu, xây dựng hướng dẫn cô giáo Mạc Thị Phượng Nội dung lý thuyết đồ án có tham khảo sử dụng số tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí trang web theo danh mục tài liệu đồ án Em xin cam đoan lời khai đúng, thông tin sai lệch em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng Thái Nguyên, ngày tháng năm 2012 Sinh viên thực Lê Anh Quỳnh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP ĐƯỜNG THUÊ BAO SỐ xDSL 12 1.1 Tổng quan công nghệ xDSL 12 1.2 Lịch sử phát triển ADSL 16 1.3 Công nghệ ADSL 17 1.4 Chức thành phần ADSL 18 1.4.1 Modem ADSL 19 1.4.2 Mạch vòng/Local Loop 21 1.4.3 Các thành phần ADSL từ phía nhà cung cấp dịch vụ 21 1.5 Cơ chế hoạt động với ADSL 25 1.6 Ứng dụng ADSL 27 1.7 Ưu điểm ADSL so với PSTN & ISDN 29 CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG THIẾT BỊ DSLAM 32 2.1 Vị trí DSLAM mạng Viễn Thông 32 2.2 Bộ ghép kênh truy cập DSLAM 32 2.3 Sơ đồ khối thiết bị DSLAM 36 2.4 Nguyên lý hoạt động 42 2.5 Cấu trúc Subrack H1000 M200 45 2.5.1 Surpass Hix5300 H1000 45 2.5.2 Surpass HiX5300 M200 49 2.5.3 Những vấn đề lưu ý hệ thống Surpass HiX5300 50 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA DSLAM TRONG MẠNG VIỄN THÔNG 53 3.1 Ứng dụng thực tế 53 3.1.1 Ứng dụng cho mạng VLAN 57 3.1.2 Mạng MAN-E 61 3.2 Mở rộng vùng phục vụ 63 3.3 Ứng dụng cho mạng hệ sau NGN 66 KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ADSL Asymmetric Digital Subscriber Đường dây thuê bao số bất đối Line xứng API Application Program Interface Giao diện chương trình ứng dụng ARP Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa ASF Active Streaming Format Định dạng luồng tích cực ASIC Application Specific Intergrated Vi mạch tích hợp chuyên dụng Circuit ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền tải không đồng B-RAS Broadband Remote Access Server Máy chủ truy nhập từ xa băng rộng BSS Base Station System Hệ thống trạm gốc CAM Cotent Address Memory Nhớ địa nội dung CD Compact Disk Đĩa Compact CES Circuit Emulation Service Dịch vụ mô mạch CO Central Office Tổng đài trung tâm CoS Class of Service Lớp dịch vụ CPE Customer Premise Equiment Thiết bị thuộc nhà riêng thuê bao CPU Central Processing Unit Khối xử lý trung tâm DHCP Dynamic Host Configuration Giao thức cấu hình trạm động Protocol DRM Digital Right Management Quản lý quyền truy nhập số DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số DSLAM Digital Subscriber Line Access Bộ ghép kênh truy nhập đường Multiplexer dây thuê bao số DVD Digital Video Disk Đĩa đa số EPG Electronic Program Guide Các dẫn lập trình điện tử ER Ebge Router Bộ định tuyến biên FTTB Fiber To The Building Cáp quang tới nhà FTTC Fiber To The Curb Cáp quang tới cụm dân cư FTTH Fiber To The Home Cáp quang tới tận nhà HDTV High Definition TeleVision Truyền hình độ nét cao HIS High Speed Internet Internet tốc độ cao HTML Hyper Text Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn IAD Integrated Access Device Thiết bị truy nhập tích hợp IPTV Internet Protocol TelVision Truyền hình giao thức Internet ISDN Integrated Services Digital Mạng số liên kết đa dịch vụ Network IGMP Internet Group Management Giao thức quản lý nhóm Internet Protocol JPEG Joint Photographic Experts Group Nhóm liên hợp chuyên gia đồ hoạ MAC Medial Address Control Điều khiển đỉa phương tiện MAN – Metro Area Network - Ethernet Mạng vùng đô thị dùng giao thức E Ethernet MoD Music On Demand Âm nhạc theo yêu cầu MPLS Multi ProtocolLabel Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPEG Motion Picture Experts Group Nhóm chuyên gia hình ảnh động MMS Multimedial Messaging Service Dịch vụ tin nhắn đa phương tiện NAL Network Abstraction Layer Lớp mạng trừu tượng NGN Next Generation Network Mạng hệ NRTS Non Real Time Services Dịch vụ truyền thông thời gian thực OSI Open System Interconnection Kết nối hệ thống mở OSS Operations Support Systems Hệ thống hỗ trợ khai thác PC Personal Computer Máy tính cá nhân PSTN Public Switched Telephone Mạng điện thoại chuyển mạch Network công cộng PKI Public Key Infrastructure Cơ sở hạ tầng khoá công cộng PPV Pay Per View Xem truyền hình trả tiền PPPoE Point to Point to Protocol Over Ethernet POST Giao thức điểm tới điểm qua Ethernet Plain old Telephone Network Dịch vụ điện thoại truyền thống PIN Personal Indentification Number Số nhận dạng cá nhân PE Provider Edge Thiết bị định tuyến biên phía nhà cung cấp PVR Personal Video Recoder Máy ghi hình cá nhân PVC Permanent VirtualCircuit Kênh ảo cố định QoS Quality Of Service Chất lượng dịch vụ RAID Redundant Array Of Inexpen Sive Hệ thống đĩa dự phòng Disks RM Real Medial Mạng thực RTS Real Time Service Dịch vụ truyền thông thời gian thực SDK Software Development Kit Bộ công cụ phát triển phần mềm SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng SQL Structure Query Language Ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc STB Set Top Box Hộp thu phát đặt SHDSL Singe High Digital Speed Line DSL tốc độ cao đường dây đơn SR Service Router Dịch vụ định tuyến SSM Single Segment Message Bản tin đoạn TCP/IP Transmission Control Giao thức điều khiển truyền Protocol/Internet Protocol dẫn/Giao thức Internet Type of Service Loại dịch vụ ToS TV TeleVision Truyền hình TvoD TeleVision on Demant Truyền hình theo yêu cầu UDP User Datagram Protocol Giao thức gói liệu người dùng VCD Video Compact Disks Đĩa nhạc hình VoD Video on Demand Video theo yêu cầu VoIP Voice on Internet Protocol Thoại giao thức Internet VLAN Virtual Local Area Network Mạng ảo cục WAN Wide Area Network Mạng diện rộng LỜI MỞ ĐẦU Ngày xu hướng phát triển hội tụ mạng PSTN, mạng số liệu mạng khác tồn độc lập Việt Nam thành mạng NGN tất yếu Tuy nhiên lộ trình nâng cấp mạng phải trải qua nhiều giai đoạn có nhiều yếu tố khác tác động Xét góc độ mạng truy nhập, cáp đồng môi trường truyền dẫn mạng truy nhập, chiếm tới khoảng 94% Mạng truy nhập cáp đồng truyền thống có nhiều nhược điểm hạn chế khả cung cấp không dịch vụ mới, dịch vụ băng rộng, mà dịch vụ truyền thống thoại Mặt khác thay đổi cấu dịch vụ yếu tố then chốt ảnh hưởng đến phát triển mạng truy nhập Khách hàng yêu cầu không dịch vụ thoại/fax truyền thống, mà dịch vụ số tích hợp, chí truyền hình kỹ thuật số độ phân giải cao Mạng truy nhập truyền thống rõ ràng chưa sẵn sàng để đáp ứng nhu cầu dịch vụ Trong việc cáp quang hoá hoàn toàn mạng viễn thông chưa thực giá thành thiết bị quang cao việc tận dụng sở hạ tầng lớn cần thiết có lợi Công nghệ đường dây thuê bao số (xDSL) giải pháp hợp lý giai đoạn Trên giới nhiều nước áp dụng công nghệ thu thành công đáng kể Ở Việt Nam công nghệ xDSL mà phổ biến ADSL triển khai năm gần thu thành công định mặt kinh tế giải pháp mạng đáp ứng nhu cầu khách hàng Để triển khai công nghệ thiết bị thiếu chinh thiết bị DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) ghép kênh truy nhập đường dây thuê bao số tập trung Bộ ghép kênh thiết bị điện tử mã hóa số tín hiệu số thành định dạng tín hiệu số xác định để truyền phương tiện truyền dẫn (chẳng hạn đôi dây cáp) Bộ ghép kênh có nhiệm vụ đảm bảo dịch vụ đường thuê bao số (DSL) đường thuê bao số không đối xứng ADSL đôi dây đồng điện thoại DSLAM thiết bị đặt phía tổng đài, điểm kết cuối kết nối ADSL 10 kết hợp tất phiên vào tín hiệu điều khiển chúng qua TCP/IP (hoặc giao thức khác) tới mạng truyền tải Trong số kiểu DSLAM có lựa chọn mạng lưới chức IGMP proxy, kênh ảo VLAN số ứng dụng TCP/IP hỗ trợ vận hành mạng IPTV DSLAM sử dụng phổ tần số thấp cho âm phân bổ số cao cho truyền dẫn liệu Bằng cách âm liệu quản lý DSLAM DSLAM sử dụng cầu nối Ethernet (VLAN) Hoạt động việc đánh dấu gói đến với VLAN-ID đại diện cho nhóm VLAN-ID dựa 802.1Q sử dụng DSLAM để đảm bảo trình gửi Dựa vào bảng chuyển tiếp bên trong, DSLAM gửi gói tới cổng truy nhập khác nhau, luôn tách biệt lưu lượng từ VLAN khác Mỗi cầu nối ảo thực kiểm tra độc lập lưu lượng Lưu lượng đường lên đến từ cổng đặc biệt/PVC gán vào VLAN riêng Các gói gửi tới cổng Ethernet riêng theo bảng chuyển tiếp DSLAM Lưu lượng đường lên từ set top box khác tập hợp vào VLAN chuyên dụng cho dịch vụ riêng Hình 3.2 miêu tả nhìn chung DSLAM cách VLAN kết thúc BRAS, head end phận Internet Một vài DSLAM chia sẻ việc truy nhập vào VLAN đơn Hình 3.2 Mô tả chung DSLAM VLAN Set top box yêu cầu địa IP để gia nhập vào mạng cấu hình chúng quản lý sử dụng giao thức DHCP DHCP hỗ trợ kỹ thuật nhận thực cho phép điều khiển middleware ứng dụng thương mại loại hình truy cập cung cấp cho thuê bao 55 Các DSLAM có DHCP chuyển tiếp chèn vào định danh đường dây vật lý (lựa chọn 82 DHCP) địa yêu cầu Điều đảm bảo tin đền từ set top box liên kết vị trí vật lý riêng, giảm nguy lừa đảo gian lận Quá trình tính toán nhận thực dựa vào lựa chọn 82 để xác nhận người sử dụng sử dụng dịch vụ RADIUS, yêu cầu ứng dụng thương mại kiểu truy nhập nên cấp cho thuê bao Các DSLAM sử dụng IEEE 802.1X nhận thực, sử dụng RADIUS để hỗ trợ trình nhận thực mạng Sử dụng giao thức nhận thực mở rộng set top box máy chủ nhận thực Máy chủ DHCP chờ máy chủ middlewave cho phép địa IP gán vào set top box Hình 3.3 miêu tả trình nhận thực set top box, bắt đầu với yêu cầu DHCP đưa set top box chuyển DSLAM router tới máy chủ DHCP Yêu cầu bao gồm thông tin đường vật lý yêu cầu DHCP Máy chủ DHCP kiểm tra với thành phần khác RADIUS máy chủ middleware đường vật lý thuê bao nhận địa IP hợp lệ, nhận xác nhận, truy nhập chấp nhận Các DSLAM tham gia vào trình multicast cách cung cấp chức proxy snooping cho yêu cầu IGMP Lưu lượng IGMP đường lên đánh dấu VLAN để đảm bảo tách biệt lưu lượng mạng tổng hợp Các tin IGMP tìm cầu nối để tối ưu phân phối multicast Luồng video nhân đôi tới cổng thích hợp theo yêu cầu gia nhập IGMP nhận DSLAM từ set top box Các luồng video mã hóa, nên set top box yêu cầu chìa khóa DRM nhận thực để gia nhập miền IGMP riêng Hình 3.3: Nhận thực set top box 56 Để chống lại lừa đảo tăng cường mã hóa, DSLAM kiểm tra địa IP nguồn thuê bao cho yêu cầu danh sách hợp đồng thuê bao Ánh xạ địa IP với cổng vật lý tương ứng lưu DSLAM Địa IP nguồn gói đường lên vào DSLAM qua cổng thuê bao kiểm tra bảng DSLAM cung cấp báo cáo trạng thái thuê bao Tất yêu cầu từ set top box ghi lại Hình 3.4 miêu tả kiến trúc multicast Hình 3.4: Kiến trúc multicast – tham gia DSLAM 3.1.1 Ứng dụng cho mạng VLAN Hiện nay, mạng xDSL nhà khai thác Việt Nam chủ yếu dựa kiến trúc ATM Các mạng phát triển tuân theo khuyến nghị TR059 diễn đàn DSL Tuy đáp ứng nhu cầu sử dụng Internet tốc độ cao dần lộ rõ nhược điểm cần khắc phục Vì diễn đàn DSL đưa khuyến nghị TR-101 việc chuyển sang phát triển cho mạng truy nhập DSL để hỗ trợ công nghệ ADSL2+, VDSL, QoS, IP Multicast cách tận dụng lợi điểm công nghệ mạng MAN-E mang lại Trong TR-101 người ta đưa khái niệm cổng mạng băng rộng – BNG bao gồm chức BRAS chức khác sử dụng làm định tuyến biên –ER Mạng Truy nhập định nghĩa TR-101 phần mạng kết nối nút truy nhập (Access Node) đến cổng mạng băng rộng Như vậy, TR059 mạng truy nhập dựa tảng ATM, TR-101 mạng truy nhập Ethernet Cơ chế phân tách mạng Ethernet thành mạng LAN ảo sử 57 dụng giao thức 802.1Q bổ sung 802.1ad Mạng truy nhập Ethernet cần phải cung cấp đầy đủ tính mạng ATM cung cấp, cung cấp tính khác như: - Hỗ trợ ưu tiên lưu lượng để điều khiển nghẽn - Hỗ trợ Multicast - Cung cấp tính khả dụng cao - Hỗ trợ kết nối 802.1ad - Ngăn tách người dùng Mạng truy cập Ethernet cần phải hỗ trợ cho mạng truy nhập triển khai hỗ trợ mạnh mẽ mạng MAN-E Đó lý mà sử dụng mạng MAN để chuyển lưu lượng DSL Bên cạnh đó, kiến trúc TR-101 yêu cầu cổng mạng băng rộng cần hỗ trợ tính sau : - Cần có khả kết cuối lớp Ethernet giao thức tương ứng - Cần bổ sung tính tương ứng với tính xác định mạch vòng, chất lượng dịch vụ Ethernet, an ninh tính bảo trì, bảo dưỡng… Kiến trúc TR-101 hỗ trợ dùng hai cổng mạng băng rộng BNG song song Theo kiến trúc hai BNG không cần phải hỗ trợ toàn tính mà cần BNG hỗ trợ BNG lại (ví dụ ta dùng làm BNG cho Video) không cần cài đặt tính quản lý thuê bao Việc triển khai nhiều hai cổng mạng băng rộng đề cập tới khuyến nghị Trong khuyến nghị TR-101 có tính hỗ trợ Multicast bao gồm: - Sử dụng lớp hiệu thông qua chế VLAN N:1 - Hỗ trợ IGMP lớp lớp - Hỗ trợ nhiều điểm trích xuất nội dung - Hỗ trợ Multicast – VLAN mạng truy nhập - IP (Và IGMP) đóng gói trực tiếp khung Ethernet - Cổng người sử dụng thuộc nhiều VLAN 58 Mô hình thực khai báo nhiều Mạch kênh ảo (MPVC) cho dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao - HSI, IPTV VoIP Tập đoàn Bưu viễn thông Việt Nam - VNPT áp dụng 02 mô hình khai báo tùy theo cách quản lý khai thác loại thiết bị có mạng Hình 3.5: Mô hình HSI 1:1 VLAN, VoD & BTV N  Mô hình cung cấp dịch vụ Đối với dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao – HSI, thuê bao thực phiên PPPoE - Giao thức điểm - điểm qua Ethernet để đến BRAS BRAS phục vụ nhiều DSLAM lúc cầu nối quan trọng DSLAM nhà cung cấp dịch vụ BRAS xem tổng đài giang xử lý phức tạp mạng tập trung BRAS BRAS cung cấp địa IP cho kết nối PPPoE, chuyển tiếp lưu lượng Internet Đối với dịch vụ VoIP Video, địa IP cấp phát động thủ tục cấu hình host động - DHCP DHCP viết tắt Dynamic Host Configuration Protocol Giao thức Cấu hình Host động - DHCP thiết kế làm giảm thời gian hiệu chỉnh cấu hình cho mạng dùng TCP/IP cách tự động gán địa IP cho khách hàng họ vào mạng DHCP tập trung việc quản lý địa IP máy tính trung tâm chạy chương trình DHCP Mặc dù gán địa IP vĩnh viễn cho máy tính mạng thủ tục DHCP cho phép gán tự động Để khách hàng nhận địa IP từ máy chủ DHCP cần khai báo cấu hình để khách hàng “nhận địa tự động từ máy chủ” Tùy chọn (Option) xuất 59 vùng khai báo cấu hình TCP/IP đa số hệ điều hành Một tùy chọn thiết lập, khách hàng “thuê ngắn hạn” địa IP từ máy chủ DHCP lúc Yêu cầu phải có máy chủ DHCP mạng để thực chức Sau cài đặt DHCP cần tạo phạm vi DHCP thực chất vùng chứa dãy địa IP máy chủ máy chủ phân phối địa IP vùng DHCP tạo thuận lợi lớn người điều hành mạng Nó làm yên tâm vấn đề cố hữu phát sinh phải khai báo cấu hình thủ công Chúng ta xem phép so sánh để biết DHCP làm giảm bớt công việc : Khi DHCP: Khi cấu hình thủ công, người điều hành phải gán địa cho máy trạm mạng Người dùng phải gọi đến người điều hành để biết địa IP không muốn phụ thuộc vào họ để cấu hình địa IP Việc cấu hình nhiều địa IP có khả dẫn đến lỗi, khó theo dõi dẫn đến lỗi truyền thông mạng Hơn việc gán địa IP tỉnh dẫn đến hết địa IP mạng toàn mạng người điều hành không quản lý cẩn thận địa IP cấp phát Người điều hành phải thay đổi địa IP máy trạm chuyển sang mạng khác Người dùng từ nơi đến nơi khác có nhu cầu thay đổi địa IP họ muốn kết nối với mạng khác Khi có DHCP: Máy chủ DHCP tự động cho người dùng thuê địa IP họ vào mạng đâu với mạng Như ta biết, giao thức DHCP (Không hỗ trợ Option 82) chứa đựng nhiều vấn đề bảo mật, vấn đề xác thực thuê bao Vì vậy, để nhà cung cấp dịch vụ xác thực điều khiển quyền cấp phát địa IP cho người dùng, DSLAM có tính DHCP Relay hỗ trợ tuỳ chọn hay gọi ”tuỳ chọn 82” nhận gói tin quảng bá DSLAM đưa thêm thông tin địa kết nối hay mã định dạng DSLAM (trong trường Option 82) chuyển tiếp cho DHCP Server Nhờ vào thông tin mà việc quản lý thuê bao theo vị trí kết nối thực 60 Trong giai đoạn đầu, DHCP Server đặt IPTV Center Trong giai đoạn tiếp theo, số lượng thuê bao tăng lên, đẩy DHCP Server xuống vùng biên mạng MAN - E 3.1.2 Mạng MAN-E Đây mạng dựa chuẩn Ethernet phục vụ phạm vi khu vực, thông thường tỉnh thành phố Nó mạng truy nhập để kết nối thuê bao doanh nghiệp đến mạng WAN Tương tự mạng Internet, doanh nghiệp lớn, nhà cung cấp dịch vụ viễn thông lớn, sử dụng mạng MAN-E để kết nối chi nhánh vào mạng Intranet họ MAN-E làm chức thu gom lưu lượng thiết bị mạng truy nhập lưu lượng (CES), khách hàng kết nối trực tiếp vào mạng MAN qua DSLAM để chuyển tải lưu lượng nội mạng MAN, đồng thời kết nối lên mạng trục IP/MPLS NGN Hiện mạng MAN-E đơn vị thuộc VNPT xây dựng Một số yêu cầu mạng MAN để cung cấp dịch vụ IPTV sau:  Sử dụng Switch lớp mạng MAN để cung cấp dịch vụ Switch hoạt động dựa cấu trúc điều khiển địa phương tiện (Media Address Control-MAC)  Sử dụng phiên thứ (IGMPv2) giao thức quản lý nhóm Internet (IGMP) IGMP tập nguyên tắc thủ tục tồn phần mềm nhớ thao tác thiết bị mạng IGMP sử dụng thiết bị IP (Như máy tính cá nhân có nối mạng) để thông báo cho thành viên thuộc nhóm điểm - đa điểm chúng đến định tuyến điểm - đa điểm liền kề Bộ định tuyến tự động nhận diện thiết bị định tuyến liệu đến  Sử dụng chế Snooping/Proxy để giảm số lượng tin thông báo gửi lên Đối với giao thức IGMPv2, Host tham gia vào nhóm, Router truyền lưu lượng cho nhóm thông qua phân đoạn mạng truyền tải mà không phụ thuộc vào địa nguồn gói tin 61 Cơ chế Snooping: Trong chế độ hoạt động bình thường, Host muốn tham gia vào nhóm Multicast phải liên lạc với cổng Router để Router đưa Host vào nhóm Multicast Cơ chế Snooping cho phép Switch giám sát, tiếp nhận thông báo nhóm (IGMP Membership Report) để nhận diện nhóm có yêu cầu Sử dụng chế Snooping giúp cho Switch gửi lưu lượng cho nhóm cần tránh lãng phí băng thông Để tăng hiệu hoạt động chế Snooping yêu cầu phần cứng phải hỗ trợ chức lọc (bằng phần cứng) cho phân biệt khác tin IGMP Report lưu lượng Multicast bình thường Khối CPU Switch cần phải nhận diện thông báo IGMP Report (Cùng thông báo Multicast Router khác) chế Snooping làm tốn tiềm xử lý CPU Tuy nhiên trình truyền khung liệu không yêu cầu chu kỳ điều khiển CPU mà cần phần cứng ASIC - vi mạch tích hợp chuyên dụng Switch thực Những Switch hệ trước, đặc biệt Switch lớp nhận dạng gói tin IGMP Các Switch bị ràng buộc CPU cách gửi tất lưu lượng Multicast Phần lớn Switch đại ngày hỗ trợ đủ tính lớp để nhận biết IGMP, cho chế Snooping không ràng buộc vào CPU Cơ chế Proxy: Proxy có nghĩa “người ủy quyền, ủy nhiệm” Cụ thể phần mềm Microsoft Proxy Server Ðây chương trình quản lý Server, nhằm tăng cường tính bảo mật hiệu Server Microsoft khẳng định giúp tăng tính hiệu mạng lên bình quân tới 50% Proxy có chức tường lửa (Firewall) có thêm tiện ích sử dụng mạch chốt (Cache) để lưu trữ liệu Nó hoạt động cổng với khả bảo mật đẳng cấp Firewall mạng cục LAN Internet Nó ngăn chặn việc người dùng Internet truy cập tới địa bí mật Bởi vậy, kết nối với Proxy Server, khách hàng phải chấp nhận việc truy cập vào Website quyền kiểm soát Proxy Để truy nhập Website, sau 62 đánh địa HTTP xong, thay nhận thông báo địa tìm thấy với Server không xài Proxy mà dùng tường lửa thấy xuất dòng thông báo kết nối với địa Sau kết nối xuất dòng thông báo mở trang HTTP Việc giảm số lượng tin thông báo gửi lên sử dụng giao thức IGMPv2 với chế Snooping/Proxy thể sau: - Hỗ trợ Snooping điểm có số lượng thuê bao không lớn - Hỗ trợ hai chế Snooping Proxy điểm có số lượng thuê bao lớn Nhìn chung, mô hình xây dựng mạng MAN tại, thiết bị hoàn toàn đủ khả cung cấp dịch vụ IPTV Trong trường hợp đơn vị, doanh nghiệp yêu cầu sử dụng mô hình mạng VPN Multicast đầu tư thêm thiết bị lớp để đưa cấu trúc PIM xuống sâu mạng MAN Ngoài ra, với tỉnh, thành phố có mạng MAN-E hỗ trợ lớp 3, tương lai số lượng thuê bao quy mô mạng IPTV lớn cần phương án đưa PIM xuống mạng MAN cấp Tỉnh 3.2 Mở rộng vùng phục vụ Để cung cấp dịch vụ dựa đường dây thuê bao số - dịch vụ ADSL,VPN, ghép kênh truy nhập đường dây thuê bao số DSLAM triển khai tương đối rộng rãi số tỉnh thành Tuy nhiên số tỉnh xuất khó khăn chung trình khai thác cung cấp dịch vụ số nút DSLAM tải số khác lại thừa cổng (port) số khu vực khác nhu cầu cao không nút DSLAM "vươn" tới phân bổ thiết bị ban đầu chưa đáp ứng nhu cầu thực tế Hình 3.6 trình bày mô hình tổng quát mạng DSLAM trang bị nhiều tỉnh/thành nước Trong hình vẽ trên, HUB lắp đặt trung tâm lớn tỉnh, từ với giao tiếp ghép kênh đảo qua ATM IMA kết nối DSLAM nhỏ thị trấn, huyện lỵ xa trung tâm Tuy nhiên, với mạng cáp đồng hữu, cự ly cung cấp dịch vụ DSLAM giới hạn vòng bán kính khoảng 3km 63 Hình 3.6 Mô hình mạng DSLAM dựa thiết bị DSLAM ASAM Để mở rộng phạm vi cung cấp dịch vụ tới nhiều điểm địa bàn, đặc biệt cho điểm nằm "rìa" khu công nghiệp, cần phải có cách "kéo dài" đường cáp đồng bổ sung nút DSLAM mới, từ điểm tới vị trí đặt DSLAM thường có cự ly > 3km Yêu cầu quan trọng giải pháp phải đạt hiệu kinh tế Việc kéo dài đường cáp đồng không khả thi Việc bổ sung nút DSLAM tiêu chuẩn (như ASAM 7300) gặp khó khăn HUB không khe trống để bổ sung thêm card IMA Trong đó, yêu cầu cung cấp dịch vụ vấn đề cấp thiết với nhiều phiếu yêu cầu tồn đọng Thiết bị HUB-DSLAM ASAM 7300 có 16 slot dùng cho luồng xuống, card E1LT kết nối với mini-DSLAM dùng luồng E1, lại card ADLT dùng để cung cấp card kênh ADSL Các card IMA – E1LT linh động thiết lập – nhóm IMA với – 4xE1 tùy theo yêu cầu băng thông khu vực "sử dụng dịch vụ" Nếu ASAM-7300/UD dùng để cung cấp trực tiếp ADSL cung cấp tới 16*24= 384 port cho khách hàng Trong thực tế khai thác, HUB dùng cho hai mục đích cung cấp cổng kết nối trực tiếp cho người sử dụng cung cấp kết nối tới DSLAM cấp Sau tìm hiểu trạng số khu vực mạng tập trung HUB DSLAM nhận thấy, có nhiều port 2M nhóm IMA chưa dùng tới Điều xuất phát từ thực tế tuyến truyền dẫn tới Mini-DSLAM thiếu ưu tiên dùng cho mạng điện thoại, thuê kênh riêng Ngoài có thực tế băng thông cấp cho 64 nút mini-DSLAM thấp so với thiết kế ban đầu tạm đủ đáp ứng yêu cầu người dùng Dựa thực tế này, chờ đợi giai đoạn đầu tư HUB + DSLAM mới, tạm thời tận dụng băng thông số port trống HUB để mở rộng thuê bao Giải pháp sử dụng ATM cho phần truy cập mạng DSL thỏa mãn đồng thời hai yếu tố: Hiệu băng thông Đảm bảo QoS Theo số liệu phân tích thống kê thấy thời gian quan sát dài tốc độ truy nhập Internet bình quân khách hàng thấp nhiều tốc độ cao ADSL (2,6,8 Mbit/s) Trên sở giải pháp mở rộng phạm vi cung cấp dịch vụ thực sau: Tách nhóm IMA (gồm 4E1) hướng lưu lượng thấp (dưới 24 thuê bao, tương đương card ADLT) hai nhóm, nhóm 2xE1 (hoặc nhóm 1xE1 nhóm 3xE1 tùy thực tế), với E tách nối thêm tới mini-DSLAM vị trí có khả phục vụ thêm tới 24 thuê bao Nếu vấn đề lưu lượng, mật độ thuê bao … khảo sát kỹ, với trang bị bổ sung quy mô nhỏ, Bưu điện tỉnh kịp thời cung cấp thêm nhiều thuê bao mà tạm thời đảm bảo chất lượng dịch vụ cho khách hàng Để kết nối tới mini-DSLAM dùng truyền dẫn cáp quang nội tỉnh, cáp đồng kết hợp cáp quang cáp đồng Có thể sử dụng mini-DSLAM với giao tiếp đường lên IMA/4E1 – nhỏ gọn, dễ lắp đặt, cài đặt cấu hình nhanh Khi giai đoạn triển khai, DSLAM dời khu vực khác, để bổ sung dung lượng nút cũ tiếp tục kéo dài cho nút lớn Để đảm bảo chất lượng cung cấp dịch vụ, việc kết nối DSLAM HUB mini-DSLAM nên thực SHDSL modem Với việc sử dụng SHDSL cặp đạt khoảng kéo dài thêm khoảng 3-5km cặp NTU sử dụng đạt độ an toàn cao việc cung cấp dịch vụ cho khách hàng 65 Hình 3.7 Mở rộng phạm vi cung cấp dịch vụ ADSL/ Internet 3.3 Ứng dụng cho mạng hệ sau NGN Hình 3.8 Ứng dụng trọng mạng NGN Các node cung cấp dịch vụ ADSL tỉnh tập trung node vào mạng NGN Mạng NGN có kết nối trục với mạng VDC để truy nhập Internet Trách nhiệm đơn vị sau: - Các bưu điện tỉnh/Viễn thông tỉnh trực tiếp quản lý thiết bị ADSL, cung cấp, cài đặt dịch vụ cho khách hàng - Công ty quản lý mạng NGN đảm bảo kết nối từ tỉnh vào NGN, kết nối NGN với mạng VDC 66 - Công ty VDC trực tiếp quản lý hệ thống quản lý tính cước mạng, có nhiệm vụ là: + Quản lý khai thác hệ thống quản lý tính cước, định tuyến + Đảm bảo kết nối thong suốt mạng NGN sang mạng VDC lỗi vật lý CRC, collision + Phối hợp, trợ giúp đơn vị liên quan kiểm tra, xử lý cố liên quan đến định tuyến, nhận thức khách hàng 67 KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài em nắm bắt tương đối chi tiết có hệ thống phương thức truy nhập đường dây thuê bao số DSLAM mạng viễn thông Đề tài giới thiệu công nghệ truy nhập đường dây thuê bao số thiết bị DSLAM với kết đạt được:  Hiểu họ công nghệ xDSL  Hiểu ứng dụng mạng viễn thông  Đặc biệt thu kiến thức thực tế bổ ích thiết bị DSLAM sử dụng phổ biến Việt Nam Với kiến thức thu trình thực đồ án, em hoàn toàn thoã mãn với đề tài mà lựa chọn Đây công nghệ nghiên cứu ứng dụng nhiều năm qua đóng vai trò quan trọng việc phát triển mạng Viễn thông tương lai Mặc dù em cố gắng thời gian qua kết đạt thật bé nhỏ cần phải nghiên cứu thêm nhiều Em mong nhận bảo, góp ý tất Thầy Cô giáo toàn thể bạn để nghiên cứu sau đạt kết cao 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO Kỹ thuật mạng cung cấp dịch vụ ADSL -Biên soạn: Nguyễn Quý Sỹ Nguyễn Việt Cường - Học viện CN BCVT Tài liệu tập huấn mạng truy nhập ADSL - Trung tâm Bồi dưỡng nghiệp vụ Bưu - viễn thông Hà Nội - Tháng 8/2009 Bài giảng Những vấn đề kỹ thuật ADSL- Thạc sỹ Nguyễn Việt Hùng- Học viện CNBCVT Đồ án tốt nghiệp đại học, đề tài" Nghiên cứu công nghệ ADSL ứng dụng vào mạng Việt nam" - SV Phan Anh Tuấn Lớp D99VT Siemens DSLAM manual_VN - Tác giả: Phan Thị Quỳnh Như Một số trang web: http://www.dslam.biz/ www.vnpt.com.vn http://www.dientuvienthong.net/diendan/index.php 69 [...]... của thiết bị DSLAM DSLAM là thiết bị được đặt trong các trạm viễn thông, tổng ng đài Nó nằm n ở giữa thiết bị ADSL Modems và BAS Hình 2.2 Vị trí DSLAM trong mạng Viễn Thông 2.2 Bộ ghép kênh truy cập c DSLAM DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) là bbộ ộ ghép kênh truy nhập đường ng dây thuê bao số s tập trung Bộ ghép kênh là một thiết thi bị điện tử mã hóa một số tín hiệu số ố thành một... hiệu số xác định nh để đ truy n trên một phương tiện truy n n dẫn d (chẳng hạn như đôi dây cáp) Bộ ghép kênh này có nhiệm vụ đảm bảo các dịịch vụ đường thuê bao số (DSL) như đường ng thuê bao số s không đối xứng ng ADSL trên đôi dây đ đồng điện thoại DSLAM là mộ ột thiết bị đặt ở phía tổng đài, là điểm m kết k cuối của kết nối ADSL 32 Hiện tại mạng lưới có rất nhiều loại DSLAM như ATM DSLAM và IP – DSLAM. .. dung đồ án tốt nghiệp gồm 3 chương: - Chương 1: Tổng quan về công nghệ truy nhập đường thuê bao số xDSL - Chương 2: Cấu trúc phần cứng thiết bị DSLAM - Chương 3: Ứng dụng của DSLAM trong mạng viễn thông Thái Nguyên, ngày tháng năm 2012 Sinh viên thực hiện Lê Anh Quỳnh 11 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP ĐƯỜNG THUÊ BAO SỐ xDSL 1.1 Tổng quan về công nghệ xDSL Ngày nay, nhu cầu của khách hành về... cứu phương thức truy nhập đương dây thuê bao số DSLAM trong mạng viễn thông Tuy nhiên vì thời gian và kiến thức còn nhiều hạn chế nên bản báo cáo này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý giúp đỡ của các thầy cô giáo trong Khoa và các bạn để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện tốt hơn Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 3 chương: - Chương 1: Tổng quan về công nghệ truy. .. nhiễu xuyên kênh, mất tín hiệu khi truy n 31 CHƯƠNG 2: CẤ ẤU TRÚC PHẦN CỨNG THIẾT BỊ DSLAM 2.1 Vị trí của a DSLAM trong mạng m Viễn Thông DSLAM có thể đặặt tại các trạm viễn thông, tổng đài hoặcc đặt đ riêng Do khoảng cách từ DSLAM đ đến thuê bao yêu cầu càng ngắn càng tốtt (có thể th lên đến khoảng ng 3km) nên DSLAM được đư đặt ở rất nhiều nơi Hiện nay đãã có miniDSLAM có thể đặt tại vỉa vè hoặcc treo... 2000 có gần 200 triệu đường dây truy nhập cố định được lắp đặt Trong đó có 50% tức gần 100 triệu đường dây cung cấp dịch vụ DSL và người ta ước tính con số này tăng lên 70% (khoảng 140 triệu đường dây) vào năm 2004 Một trong các lý do phát triển nhảy vọt của thị trường DSL ở Mỹ là sự kiện sửa đổi điều lệ hoạt động viễn thông của quốc hội Mỹ vào năm 1996 cho phép các công ty viễn thông cạch tranh CLEC... chỉ hoạt động trên đường dây thuê bao bình thường nối tới tổng đài nội hạt Ðường dây thuê bao này vẫn có thể được tiếp tục sử dụng cho các cuộc gọi đi hoặc nghe điện thoại cùng một thời điểm thông qua thiết bị gọi là "Splitters" có chức năng tách thoại và dữ liệu trên đường dây ADSL là kỹ thuật truy n thông băng rộng sử dụng đường cáp đồng điện thọai sẳn có tại nhà khách hàng để truy nhập internet tốc... cho phép linh hoạttrong thay đổi cấu trúc mạng Cấu hình chọn lựa nhiều khe cắm: DSLAM là thiết bị tập trung truy cập đường dây thuê bao số phía tổng đài ATU-C, chứa rất nhiều modul và cung cấp đầy đủ các tính năng ADSL DSLAM chứa các bảng mạch ADSL và Splitter, nó thực hiện việc tập trung và chuyển tải lưu lượng qua mạng trục IP đến ISP DSLAM phụ (Sub -DSLAM) là một phần tử mạng giống DSLAM phụ, đầu ra... DSL như phương pháp truy cập Internet bình thường Hình 1.6 Bộ truy cập Aggregator 22 Bộ ghép kênh truy cập DSLAM DSLAM là bộ ộ ghép k kênh có chức ức năng trực tiếp cung cấp cổng kết nối tới khách hàng Đây là thiết ết bị tập trung các đường đ thuê bao riêng lẻẻ để đẩy lên l mức trên và ngược lại Một thiết bị DSLAM có thể th tập hợp nhiều kết nốii thuê bao ADSL - có thể nhiều tới hàng trăm thuê bao -... công nghệ truy nhập ISDN thì cao gấp khoảng 62 lần ADSL tận dụng băng thông chưa được dùng đến của đường dây cáp điện thoại Đường dây này có băng thông lên đến 100 Mhz, trong đó phần dành cho tín hiệu thoại chỉ chiếm khoảng 4 Khz nên phần còn lại của đường dây chưa được dùng đến Công nghệ ADSL đã tận dụng phần băng thông dư thừa này để truy n dữ liệu Điều đó có nghĩa là chúng ta vừa có thể truy cập ... hóa số tín hiệu số thành định dạng tín hiệu số xác định để truy n phương tiện truy n dẫn (chẳng hạn đôi dây cáp) Bộ ghép kênh có nhiệm vụ đảm bảo dịch vụ đường thuê bao số (DSL) đường thuê bao số. .. Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số DSLAM Digital Subscriber Line Access Bộ ghép kênh truy nhập đường Multiplexer dây thuê bao số DVD Digital Video Disk Đĩa đa số EPG Electronic Program... BAS Hình 2.2 Vị trí DSLAM mạng Viễn Thông 2.2 Bộ ghép kênh truy cập c DSLAM DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) bbộ ộ ghép kênh truy nhập đường ng dây thuê bao số s tập trung Bộ