Các mạng truy cập thuê bao hiện giờ ở nớc ta chủ yếu là các hệ thống cáp đồng. Nhu cầu dịch vụ ở nớc ta ngày nay không chỉ dừng lại ở các dịch vụ băng rộng truyền thống nữa mà đã bắt đầu xuất hiện ngày càng nhiều nhu
cầu về các dịch vụ băng rộng. Nhng số lợng khách hàng yêu cầu về các dịch vụ băng rộng này cha nhiều và hầu nh đó là những nhóm ngời hoặc các doanh nghiệp, các tổ chức chính phủ, nhà nớc là chủ yếu. Vì vậy việc xây dựng mới một hệ thống truy cập mới để cung cấp dịch vụ băng rộng mới cho số lợng khách hàng này là không hợp lý, không kinh tế. Vì chi phí xây dựng cho một hệ thống truy cập quang là rất đắt, mà số lợng thuê bao thì ít, không phân bố không đều. Các hệ thống cáp đồng hiện tại cung cấp dịch vụ cho đông đảo thuê bao và phân bố rất đều và rất rộng, trên phạm vi toàn quốc. Vì vậy để cung cấp hiệu quả các dịch vụ băng rộng thì phải nâng cấp hệ thống cáp đồng hiện tại này thành hệ thống truy cập quang ATM PON thì sẽ hợp lý, hiệu quả và kinh tế hơn. Sau này sẽ rất tiện lợi cho việc cáp quang hóa thuê bao trên phạm vi rộng mang tính toàn quốc.
Các từ viết tắt:
AAL ATM Adaptation Layer Lớp thích ứng ATM
AC Access Concentrator Bộ tập trung truy cập ADSL Asymmetric Digital
Subscriber Line Đờng thuê bao số bất đối xứng AIU Access Interface Unit Khối giao diện truy cập
AN Access Network Mạng truy cập
ANN Access Network Node Nút mạng truy cập
ASP Active Splitter Bộ chia tích cực
AON Active Optical Network Mạng quang tích cực ATM Asynchronous Transfer
Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ
ATC ATM Transfer Capability Khả năng truyền tải ATM ATDM Asynchronous TDM Ghép kênh theo thời gian
không đồng bộ
ATMF ATM Forum Diễn đàn ATM
BB Broadband Băng rộng
B-ISDN Broadband ISDN Mạng ISDN băng rộng
BPON Broadband PON PON băng rộng
CATV Cable Television
(Commuty Antenna TV) Truyền hình cáp CCITT International Telegraph and
Telephone Consultative Committee
ủy ban nghiên cứu về điện thoại và điện báo quốc tế
CO Central Office Tổng đài trung tâp
CLR Cell Loss Rate Tỷ lệ tổn thất tế bào
CPI Common Part Indication Chỉ thị phần chung CPN/E Customer Premises
CS Combination Subclass Phân lớp kết hợp DBR Deterministic Bit Rate Tốc độ bit xác định DLC Digital Loop Carrier Vòng lặp sóng mang số DSL Digital Subscriber Line Đờng thuê bao số
DSLAM DSL Access Multiplexer Bộ ghép kênh truy cập DSL DVB Direct Video Broadcasting Quảng bá truyền hình trực
tiếp FDDI Fiber Distributed Data
Interface Giao diện dữ liệu sợi quang phân bố
FP Flexibility Point Điểm uốn, trích tín hiệu
FSAN Full Services Access
Network Mạng truy cập dịch vụ đầy đủ
FTTB/C Fiber-To-The-Business
(Building)/Curb Sợi quang tới tòa nhà/vùng dân c FTTCab Fiber-To-The-Cabinet Sợi quang tới các cabin FTTH Fiber-To-The-Home Sợi quang tới gia đình GFC General Flow Control Điều khiển luồng chung
GPON Gigabit PON Mạng PON tốc độ cao hàng
Gigabit/s
HEC Header Error Control Giám sát lỗi phần ghép đầu
HFC Hybrid Fibre Coax Cáp đồng trục lai sợi
IDU Interface Data Unit Khối dữ liệu giao diện IEEE Institute of Electrical and
Electronics Engineers Viện nghiên cứu, thiết kế về điện và điện tử ISDN Integrated Services Digital
Network
Mạng số liên kết đa dịch vụ
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
LEX Local Exchange Tổng đài nội hạt
LMDS Local Multipoint Distribution System
Hệ thống phân phối đa điểm nội hạt
LT Line Termination Đầu cuối đờng dây
LTHE Local Terminal Head End Đầu cuối thiết bị nội hạt MAC Medium Access Control Điều khiển truy cập đờng
truyền
MDF Main Distribution Frame Khung phân bố chính MMDS Multichannel Multipoint
Distribution System Hệ thống phân bố đa điểm đa kênh MPCP Multi-Point Control Protocol Giao thức điều khiển đa
điểm
NB Narrow Band Băng hẹp
NIU Network Interface Unit Khối giao diện mạng NNI Network Node Interface Giao diện nút mạng NT Network Termination Thiết bị đầu cuối mạng OAM&P Operation, Administration, Giao thức điều hành, quản lý
and Mainteinment Protocol và bảo dỡng mạng ODF Optical Distribution Frame Khung phân bố quang ONU/T Optical Network
Unit/Termination Khối /Thiết bị đầu cuối mạng quang OLT Optical Line Termination Đầu cuối đờng dây quang PBX Private Branch Exchange Tổng đài riêng
PDU Protocol Data Unit Khối dữ liệu giao thức PLC Planar Light Circuit Mạch phát quang hai chiều PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động
POP Point Of Presence Điểm xuất hiện (sóng mang)
POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ điện thoại truyền thống đơn giản
PP Point to Point Điểm tới điểm
PRM Protocol Reference Model Mẫu tham chiếu giao thức
PT Payload Type Loại tải
QoS Quality of Service Chất lợng dịch vụ
RDU Remote Distribution Unit Khối phân bố từ xa
RM Resource Management Quản lý nguồn
RFI Request for Information Yêu cầu cho thông tin
RU Remote Unit Khối/đơn vị từ xa, đầu xa
SAP Service Access Point Điểm truy cập dịch vụ SBR Statistical Bit Rate Tốc độ bit thống kê SDH Synchronous Digital
Hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng bộ
SDU Service Data Unit Khối dữ liệu dịch vụ
SNI Service Node Interface Giao diện nút dịch vụ SONET Synchronous Optical
Network Mạng quang đồng bộ
SP Splitter Bộ chia
SU Service Unit Khối (đơn vị) dịch vụ
TA Terminal Adaptor Bộ tơng thích đầu cuối
TDM Time Division Multiplex Ghép kênh theo thời gian TDMA Time Division Multiple
Access Đa truy cập phân chia theo thời gian
TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối
TMN Telecommunications
Management Network Mạng quản lý thông tin UNI User Network Interface Giao diện mạng – khách
hàng
VBR Variable Bit Rate Tốc độ bit có thể điều chỉnh UPC Usage Parameter Control Điều khiển thông số sử dụng
VC Virtual Channel Kênh ảo
VCC Virtual-Channel Connection Kết nối kênh ảo
VCI VC Identifier Bộ nhận dạng VC
Subscriber Line cao
VP Virtual Path Đờng dẫn ảo
VPC Virtual-Path Conection Kết nối đờng dẫn ảo
VPI VP Identifier Bộ nhận dạng VP
VPS Virtual Path Signaling Tín hiệu xác định luồng ảo WDM Wave Division Multiplex Ghép kênh theo bớc sóng WDMA Wave Division Multiple
Access Đa truy cập phân chia theo bớc sóng
WLL Wireless Local Loop Vòng cục bộ không dây
Tài liệu tham khảo:
Một số tài liệu tham khảo sau đây có thể nghiên cứu sâu hơn về hệ thống truy cập quang ATM PON:
1) ATM Fundametals 2) ATM PON Tutorial
3) ATM-PON for Optical Communication Transmission/Reception Optical Module
4) ATM Optical Access System 5) ATM PON Configures
6) Asynchronous Transfer Mode (ATM) Passive Optical Networks (PONs) 7) Broadband Media Services
8) Implementation strategies for advanced access networks 9) PON for broadband
10) PONdering the Future of Access
PHụ lục:
Các tổ chức tiêu chuẩn thế giới
AFNOR Association Francaise de Normalisation ANSI American National Standards Institute AOW Asian – Oceanic Workshop
BCS British Computer Society BSI British Standards Institute
CCIR International Radio Consultative Committee CCITT Internaltional Telegraph anh Telecommunication Administrations
CEN/Cenelec Comite European de Normalisation Electronique
CEPT European Conference of Postal and Telecommunication Adminitrations
COS Corporation for Open System International
COSINE Corporation for Open System International Networking in Europe
DIN Deutsches Institute fur Norming
DOD-ADA US Department of Defense-ADA Joint Program Office ECMA European Computer Manufacturers Association
ECSA Exchange Carriers Standards Association
EDIFACT Western European Electronic Data Interchange for Adminitration Commerce and Transportation EMUG MAP/TOP User Group
ETSI European Telecommunications Standard Institute EWOS European Open System Workshop
GOST USSR State Committee for Standards IEC International Electrotechnical Commission IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
IAB/EITF Internet Activities Board/Internet Engineering Task Force ISA Integrated Systems Architectures
ISO International Organization of Standardization ITU-T International Telecommunications Union – Telecommunications
ITRC Information Technology Requirements Council JISC Japan Industrial Standards Associaton
JSA Japan Standards Association
JTC1 Joint Technical Committee 1- Information Technology NIST National Institute for Standardss and Technology NNI Neiderlands Normalisalle Institute
OSF Open Soft Foundation POSI Pacific OSI Group
SAA Standards Association of Australia SCC Standards Council of Canada
Mục lục
Phần I:...1
Chơng 1: Giới thiệu chung...1
1.1. Các đặc điểm của mạng viễn thông ngày nay:...1
1.2. Sự ra đời của công nghệ truyền dẫn mới – công nghệ sợi quang:...2
1.3. Sự ra đời của hệ thống viễn thông mới B-ISDN:...3
Chơng 2: các dịch vụ băng rộng B-ISDN...5
2.1. Nhu cầu và khả năng phát triển của mạng B-ISDN, các loại hình dịch vụ B-ISDN:...5
2.1.1. Nhu cầu và khả năng phát triển của mạng B-ISDN:...5
2.1.2. Các yếu tố thúc đẩy quá trình phát triển của B-ISDN:...6
2.2. Các loại dịch vụ B-ISDN:...10
2.2.1. Dịch vụ tơng tác:...11
2.2.1.1. Dịch vụ trao đổi:...11
2.2.1.2. Dịch vụ truyền thông báo:...13
2.2.1.3. Dịch vụ lu trữ/phục hồi:...13
2.2.2. Dịch vụ phân phối:...14
2.2.2.1. Dịch vụ quảng bá:...14
2.2.2.2. Dịch vụ phân phối tới khách hàng riêng lẻ:...15
Phần II:...16
Chơng 3: công nghệ ATM...16
3.1. Giới thiệu về công nghệ ATM, so sánh STM và ATM:...16
3.1.1. Giới thiệu:...16
3.1.2. So sánh hai phơng thức chuyển giao STM và ATM:...16
3.1.2.1. Phơng thức chuyển giao đồng bộ STM:...16
3.1.2.2. Phơng thức chuyển giao không đồng bộ ATM-giải pháp khắc phục phơng thức STM...17
3.2. Cấu trúc ATM:...18
3.2.1. Xu hớng chuẩn hóa và cấu trúc giao thức:...18
3.2.1.1. Xu hớng chuẩn hóa ATM:...19
3.2.1.1.1. Chuẩn hóa các hoạt động trong ITU-T:...20
3.2.1.1.2. Chuẩn hóa các hoạt động trong ATM:...20
3.2.1.1.3. Các hoạt động tiêu chuẩn hóa trong IETF:...21
3.2.1.2. Cấu trúc phân bậc của giao thức ATM:...22
3.2.1.2.1. B-ISDN và phơng thức truyền thông ATM:...22
3.2.1.2.2. Phơng pháp phân kênh theo thời gian không đồng bộ:..23
3.2.1.2.3. Tế bào ATM:...25
3.2.1.2.4. Mẫu tham chiếu giao thức:...27
3.2.1.2.5. Lớp vật lý:...29
3.2.1.2.6. Lớp ATM:...30
3.2.1.2.7. Lớp thích ứng ATM:...35
3.2.1.2.8. Truyền thông tin từng lớp: ...39
3.2.2.1. Tiêu chuẩn giao diện thuê bao – mạng:...39
3.2.2.2. Thủ tục báo hiệu của mạng giữa các khách hàng với nhau:. 41 3.2.3. Quản lý ATM:...45
3.2.3.1. Tổng quan TMN:...45
3.2.3.2. Các hoạt động chuẩn hóa cho quản lý mạng B-ISDN:...48
3.2.4. Công nghệ chuyển mạch ATM:...49
3.2.4.1. Chất lợng và mức độ thực hiện của mạng ATM:...49
3.2.4.2. Xu hớng của công nghệ chuyển mạch ATM: ...51
3.2.5. Các dịch vụ ứng dụng của ATM:...53
Chơng 4: Mạng quang thụ động PON...57
4.1. Cấu trúc của mạng thuê bao quang:...57
4.2. Lịch sử phát triển và tổng quan về PON: ...58
4.2.1. Lịch sử quá trình phát triển của PON:...58
4.2.2. Tổng quan về PON:...58
4.2.2.1. BPON- Broadband PON: ...59
4.2.2.2. APON – Các hệ thống PON dựa trên ATM:...59
4.2.2.3. EPON – Ethernet PON:...59
4.2.2.4. GPON – Gigabit PON:...60
4.3. Kiến trúc mạng quang thụ động PON:...60
4.3.1. Các đặc tính chung của mạng PON:...61
4.3.2. Suy hao trong mạng PON:...65
4.3.3. Hệ thống PON trong tơng lai:...67
4.4. Mạng PON cho các dịch vụ ISDN băng hẹp:...67
4.4.1. Mạng kết hợp giữa cáp đồng và cáp quang băng hẹp:...67
4.3.2. Mạng cáp quang băng hẹp:...68
4.5. Cấu trúc mạng quang cho các dịch vụ B-ISDN:...69
4.5.1. Mạng hình sao chuyển mạch:...69
4.5.2. Cấu trúc hình sao kép tích cực:...70
4.5.3. Cấu trúc hình sao kép thụ động:...71
4.6. u điểm và một số ứng dụng của PON:...73
4.6.1. Ưu điểm của hệ thống PON so với các hệ thống truyền dẫn tích cực:...73
4.6.2. Một số kiến trúc và ứng dụng của PON:...74
4.6.2.1. Các kiến trúc cây và nhánh:...74
4.6.2.2. Các kiến trúc khác của PON:...78
Phần III:...80
Chơng 5: Hệ thống truy cập quang ATM PON...80
5.1. Giới thiệu về ATM PON:...80
5.1.1. Hệ thống truy cập quang ATM:...80
5.1.1.1. Các yêu cầu đối với hệ thống truy cập:...80
5.1.1.2. Các đặc trng của hệ thống trong tơng lai:...80
5.1.2. Giới thiệu về hệ thống ATM PON:...81
5.2. Định nghĩa và tổng quan về ATM PON:...81
5.2.2. Tổng quan về hệ thống ATM PON:...82
5.3. Cấu hình và các đặc trng của hệ thống ATM PON:...82
5.3.1. Kỹ thuật truy cập sợi quang:...82
5.3.2. Một số tiêu chuẩn quốc tế về ATM PON:...84
5.3.3. Cấu hình hệ thống ATM PON:...85
5.3.3.1. Cấu hình và đặc trng của ATM-OLT:...86
5.3.3.2. Cấu hình và đặc trng của ATM-ONT:...89
5.3.3.3. Cấu hình NE-OpS:...89
5.3.4. Nguyên lý làm việc của hệ thống ATM PON:...89
5.3.5. Các u điểm của hệ thống ATM PON:...93
5.3.6. So sánh hệ thống ATM PON với công nghệ xDSL:...95
5.4. Việc chuyển sang mạng truy cập ATM PON từ các mạng hiện hành: ...96
5.4.1. Sự phát triển từ mạng HFC lên mạng truy cập băng rộng:...97
5.4.1.1. Trạng thái bắt đầu:...97
5.4.1.2. Bớc 1: Sử dụng các modem cáp...98
5.4.1.3. Bớc 2: Lắp đặt các B-ISDN ONU và dùng lại tủ cáp:...100
5.4.1.4. Bớc 3: Thay thế hoặc nâng cấp tủ cáp cho các dịch vụ B- ISDN:...100
5.4.2. Chuyển từ các mạng sợi quang hiện tại lên ATM PON:...102
5.4.3. Chuyển từ mạng cáp đồng hiện tại lên ATM PON:...103
5.4.3.1. Giới thiệu: ...103
5.4.3.1.1. Các động lực phát triển:...103
5.4.3.1.2. xDSL từ tổng đài-không phải là một giải pháp trong tơng lai xa:...103
5.4.3.2. Trạng thái bắt đầu (là các mạng cáp đồng hiện tại):...104
5.4.3.3. Các cách phát triển:...104
5.5. Tình hình triển khai ATM PON của một số hãng nổi tiếng trên thế giới:...110 5.5.1. Hãng DSC:...111 5.5.2. Hãng NEC:...112 5.5.3. Ericsson:...113 5.5.4. Dassault:...114 5.5.5. CS Telecom:...115 5.5.6. Alcatel:...116 5.5.7. Broadband Technologies (BBT):...116 5.5.8. Philips:...117 5.5.9. Ascom:...118 Phần IV:...119
Chơng 6: Kết luận và phơng án triển khai ATM PON ở Việt Nam...119
6.1. Kết luận về hệ thống ATM PON:...119
6.2.1. Đặc điểm mạng viễn thông hiện tại ở nớc ta và xu hớng phát triển:
...120
6.2.2. Phơng án triển khai mạng ATM PON ở nớc ta:...121
6.2.2.1. Chuyển từ mạng HFC lên ATM PON:...121
6.2.2.2. Chuyển từ mạng cáp đồng lên ATM PON:...121
Các từ viết tắt:...122
Tài liệu tham khảo:...125
Lời giới thiệu
Ngày nay nhu cầu về các dịch vụ viễn thông ngày càng đa dạng, không những chỉ các nhu cầu băng hẹp truyền thống nh dịch vụ thoại mà xuất hiện thêm các dịch vụ băng rộng mới nh các dịch vụ video (VOD, HDTV), các dịch vụ đa phơng tiện… Các dịch vụ băng rộng mới này có đặc điểm là dải tần xử lý rất lớn nên cần có các hệ thống truyền dẫn băng thông lớn và hệ thống chuyển mạch linh hoạt. Sự phát triển của các công nghệ truyền dẫn mới, đặc biệt là sự ra đời của sợi quang đã mở ra một khả năng băng tần hầu nh vô hạn, có thể truyền tải đợc hầu nh tất cả các dịch vụ này. Bên cạnh đó, công nghệ chuyển mạch ATM đã đợc ứng dụng trong hầu hết các mạng viễn thông trớc đó đã tỏ ra là một u thế lớn, và cũng mềm dẻo trong việc chuyển mạch các dịch vụ.
Vì vậy để cung cấp một cách hiệu quả các dịch vụ băng rộng, đòi hỏi phải có sự kết hợp giữa các hệ thống truyền dẫn băng thông lớn và hệ thống chuyển mạch linh hoạt. Việc kết hợp công nghệ mạng PON và công nghệ ATM là để tận dụng u điểm của hai công nghệ này để cung cấp các dịch vụ băng rộng một cách hiệu quả nhất, tiết kiệm nhất, tối u nhất.
Nội dung đồ án tốt nghiệp này bao gồm bốn phần: Phần I giới thiệu sơ qua về các đặc điểm của các mạng thông tin hiện nay, thực trạng và giải pháp, cũng nh sự xuất hiện của các loại hình dịch vụ băng rộng mới; Phần II là nghiên cứu về các công nghệ mới bao gồm các công nghệ truyền dẫn mới và các công nghệ chuyển mạch. Cụ thể là nghiên cứu về công nghệ ATM và khả năng cung cấp dịch vụ của nó, nghiên cứu về công nghệ mạng PON và khả năng cung cấp dịch vụ của nó; Phần III nghiên cứu về hệ thống ATM PON và khả năng cung cấp dịch vụ băng rộng; Phần IV là tóm tắt, kết luận về hệ thống ATM PON và khả năng ứng dụng vào mạng viễn thông ở nớc ta. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy Trần Văn Cúc, ngời trực tiếp hớng dẫn em, đã giúp đỡ em tận tình trong suốt quá trình làm đồ án này. Em cũng xin cảm ơn các thầy giáo và các anh chị ở Viện KHKT Bu điện đã tạo điều kiện giúp đỡ em. Mặc dù em đã cố gắng hết sức nhng không thể nào tránh khỏi những thiếu sót. Em hi vọng sẽ nhận đợc sự góp ý, nhận xét, đánh giá của các thầy về đề tài này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy.