Tìm hiểu công nghệ ADSL

Tìm hiểu công nghệ ADSL

T×m hiÓu c«ng nghÖ ADSL MỤC LỤC Lời nói đầu .3 Chương 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 T×m hiÓu c«ng nghÖ ADSL 1.3.4. Liên mạng (Internet Working) 25 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 Chương 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 được 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 T×m hiÓu c«ng nghÖ ADSL 2.3.10. Modem ADSL trên thực tế .44 2.3.11. Mối tương quan giữa thoại và ADSL .45 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 người dùng, doanh nghiệp 47 2.4.1. Đối với người dùng .47 2.4.2. Đối với doanh nghiệp và các tổ chức xã hội .48 Chương 3. Tình hình phát triển ADSL tại nước 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 đường truyền ADSL tại Việt Nam .49 3.1.2.2. Tìm hiểu cách thanh toán cước 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 vượt quá cầu 54 3.2.2. Chất lượng đường dây .54 3.2.3. Hướng giải quyết của các nhà cung cấp dịch vụ ADSL .55 Chương 4: Kết luận .57 Tài liệu tham khảo https://www.facebook.com/pages/Tài-liệu-hay-và-rẻ/600827713314928? ref=hl 3 T×m hiÓu c«ng nghÖ ADSL LỜI NÓI ĐẦU Những năm đầu của thế kỉ XXI, được 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 được tính ưu 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 được bố cục làm 4 chương: Chương 1 – Công nghệ nền tảng của ADSL, trong chương 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. Chương 2 – Tổng quan về ADSL, trong chương này trình bày các kiến thức cơ bản, tổng thể về công nghệ ADSL. Chương 3 – Tình hình phát triển ADSL tại Việt Nam, trong chương này trình bày sự phát triển của ADSL cũng như những khó khăn mà các nhà cung cấp dịch vụ ADSL gặp tại nước ta. Chương 4 – Kết luận, trong chương này đưa ra những nhận định, đánh giá về công nghệ ADSL và hướng 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 T×m hiÓu c«ng nghÖ ADSL CHƯƠNG 1 CÔNG NGHỆ NỀN TẢNG CỦA ADSL Chúng ta có thể nghĩ đến Internet như là những mạng xương sống được tạo ra và quản lý bởi các tổ chức quốc tế, các quốc gia hay các ISP khu vực. Mạng xương sống được nối với nhau bởi các thiết bị kết nối như 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 thường 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 trường. Công nghệ mạng LAN phổ biến nhất hiện nay trên thế giới cũng như 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 được 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 được tổ chức kết nối theo dạng đường thẳng (Bus), sử dụng phương pháp điều khiển truy nhập ngẫu nhiên CSMA/CD với tốc độ trao đổi số liệu 10 Mbps. Công nghệ Ethernet được các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ở châu Âu và Mỹ quy chuẩn với tên là IEEE 802.3. 5 T×m hiÓu c«ng nghÖ ADSL Điểm khác biệt lớn nhất giưã Ethernet và IEEE 802.3 thể hiện ở một trường trong cấu trúc gói số liệu được mô tả ở hình sau: Hình 1.1: Cấu trúc gói số liệu Ethernet và IEEE 802.3 Ethernet định nghĩa trường “loại số liệu” (TYPE), cho biết số liệu trong trường số liệu (Information Field) thuộc giao thức ở mức mạng trong khi IEEE 802.3 định nghĩa trong trường độ dài (LEN) của gói số liệu. Trường 6 Preamble SFD SA FCSInfomationTYPEDA Preamble 1010 .10.10.11 min: 64 Byte, max: 1518 byte Included in FCS 9,6 µs 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 µs byte 7 1 6 6 2 >46 4 Cấu trúc gói số liệu IEEE 802.3 T×m hiÓu c«ng nghÖ ADSL Preamble và SFD gồm chuỗi bit 1010 10 phục vụ việc đồng bộ cho đơn vị điều khiển nhận. Với hai bit cuối cùng của trường 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 được tạo thành theo mã nhị phân tuần hoàn, bao gồm trường địa chỉ đích DA, địa chỉ nguồn SA, trường loại số liệu TYPE và trường số liệu. Khoảng cách giữa hai gói số liệu liên tiếp nhau (Interframe Gap) được quy định là 9,6µs, 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, tương đương 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, tương ứng với thời gian chiếm kênh truyền của một trạm và như vậy, tăng khả năng truy nhập mạng và trao đổi số liệu cho các trạm khác cũng như giới hạn dung lượngbộ nhớ đệm phát và thu. 1.1.1.2. Nguyên tắc hoạt động Lưu đồ điều khiển truy nhập mạng Ethernet và quá trình phát, thu số liệu được 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 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 T×m hiÓu c«ng nghÖ ADSL Hình 1.2. Lưu đồ điều khiển truy nhập mạng Ethernet 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 trước đó và kênh rỗi, quá trình phát được khởi động và kết thúc tốt đẹp. Trường hợp có xung đột truy nhập (Collision), chuỗi bit đặc biệt JAM ( jamming sequence) được phát để thông báo trạng thái xung đột truy nhập cho các trạm khác trong mạng biết. Nếu số lần xung đột truy nhập vượt quá giới hạn cho phép là 16 (nhờ bộ đếm xung đột truy nhập riêng), quá trình phát được kết thúc với thông báo lỗi “Xung đột truy nhập”. Trong trường hợp ngược lại, thời gian chờ ngẫu nhiên trước khi kiểm tra đường truyền và phát lại, được 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 như vậy, làm tăng thời gian truy nhập mạng, đặc biệt khi lưu lượng số liệu trao đổi trong mạng lớn, tương ứng với xác xuất xảy ra xung đột truy nhập cao. Phương 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 được. 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 được 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 được chỉ được ghi vào bộ nhớ đệm thu sau khi khẳng định các byte kiểm tra FCS đúng. Trong trường hợp ngược 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), được chuyển cho phần mềm điều khiển trao đổi dữ liệu. 10