2.6 Thiết kế mạng VDSL
2.6.4 So sánh các chi phí của các Topology
2.6.4.1 Tổng chi phí
Tổng chi phí được ước lượng của mạng truy nhập cần thiết nâng cấp trong các topology khác nhau được biểu thị trong hình 2.42. Nó cũng được chỉ ra chi phí được tạo của các thành phần khác nhau như thế nào. Với tỉ lệ đo được thấp tỉ lệ lớn chi phí cơ bản và chi phí mạng – cáp, địa điểm, và chi phí ONU có thể được lưu ý. Khi tỉ lệ đo được tăng, tỉ lệ mạo hiểm chi phí modem VDSL thấp, ngay cả khi tỉ lệ số lượng thuê bao, tăng lên đáng kể. Như quá trình thâm nhập tăng từ 5 đến 30% tỷ lệ chi phí modem VDSL của tổng chi phí trong thực tế tăng trong FTAB topology từ 30 đến 77%, trong FTAC topology từ 31 đến 73% trong FTABCD từ 22 đến 58% và FTF từ 7 đến 31%.trong trường hợp không thay đổi cùng xu hướng có thể được chú ý.
Nếu chi phí của thực tế và trường hợp ban đầu đựơc so sánh có thể chú ý rằng FTABCDE và FTF topology có cùng tổng chi phí. Sự khác nhau nhỏ gây ra bởi sự thay đổi cỡ ONU cần thiết. Có ít sự khác nhau lớn trong trường hợp của FTAB và FTAC topology. Trong thực tế tổng chi phí là lớn hơn đáng kể. Điều này gây ra bởi phân phối thực được cung cấp, cái đặt thuê bao gần LE hơn, trong VDSL vùng có khả năng hơn những gì được đặt đó trong trường hợp ban đầu.
(b)
Hình 2.42 Tổng chi phí của topology với các tỉ lệ đo được khác nhau cho trường hợp ban đầu (a) và trường hợp thực tế (b)
2.6.4.2 Chi phí mỗi thuê bao VDSL
Nếu chi phí tổng được tách rời ra bởi số lượng các thuê bao VDSL kết quả là chi phí của mỗi thuê bao VDSL:
CVDSL- sub = Ctot / NVDSL - sub (6.6)
CVDSL = chi phí mỗi thuê bao VDSL. Ctot = chi phí tổng của mạng nâng cấp. NVDSL - sub = số lượng các thuê bao VDSL.
Trong hình 2.43 kết quả được chỉ ra cho các topology được nghiên cứu với các tỉ lệ đo được khác nhau. Như ngay cả khi nghĩ rằng chi phí tổng FTF topology có mức chi phí lớn nhất cho mỗi thuê bao hơn rất nhiều đặc biệt trong
Trong trường hợp khơng thay đổi chi phí mỗi thuê bao trong FTABCD topology là tới gần đầu kia của FTAB và FTAC. Hay thậm chí nếu trường hợp khơng thay đổi và thực tế được so sánh có thể chú ý rằng mức chi phí của FTABCDE là khơng giống nhau và chi phí FTAB và FTAC thấp hơn thực tế. Điều này gây ra bởi số lượng lớn thuê bao che phủ bởi FTAB và FTAC trong thực tế. Với cùng thiết bị thuê bao được che phủ thấp hơn trong trường hợp không thay đổi ban đầu, cho kết quả mức chi phí cho mỗi th bao VDSL cao hơn.
Nếu chi phí mỗi cấu hình th bao VDSL được xem xét có thể dường như chi phí FTAB và FTAC là như nhau. Trong trường hợp khơng thay đổi chi phí của FTAC ít hơn đáng kể và trong trường hợp thực tế FTAB có mức chi phí thấp hơn đáng kể. Trong trường hợp khơng thay đổi việc nâng cấp lên FTABCD có thể thực hiện tại 10%-15% tỉ lệ đo được. Thậm chí tại tỉ lệ đo được 5% chi phí khác nhau có thể thấp hơn 800Euro. Trong trường hợp thực tế việc nâng cấp tới FTABCD có thể được xem xét tại tỉ lệ đo được cao hơn 5% so với trong trường hợp ban đầu. Điều này có nghĩa là khoảng 15% - 20% tỉ lệ đo được.
(b)
Hình 2.43 Chi phí cho mỗi th bao VDSL với các tỉ lệ đo được khác nhau trong trường hợp ban đầu (a) và trong thực tế (b)
2.6.4.3 Chi phí dung lượng
Tính tốn chi phí của tổng chi phí dung lượng được tách rời bởi bởi tổng dung lượng truyền dẫn của tất cả các thuê bao được kết nối. Cùng kết quả dành được nếu mỗi thuê bao VDSL được tách rời bởi dung lượng lớn nhất trung bình:
Ccap = CTOT / ( NVDSL - sub * CAPAVE ) (6.7)
= CVDSL - sub / CAPAVE Ccap = chi phí của dung lượng.
của dung lượng là gần như đáng kể như được chỉ ra trong cả hai cấu hình. Trong trường hợp khơng đổi hình dạng FTF u cầu chi phí thấp nhất của dung lượng ngay từ 25% tỉ lệ đo được. Trong trường hợp thực tế giá trị chi phí của topology FTF là khoảng như thế, nhưng cả khi mức chi được cung cấp bởi FTAB và FTABCDE trong trường hợp thực tế. Ngay từ thấp hơn 10% tỉ lệ đo được chi phí của dung lượng trong FTABCD là rẽ hơn FTAC.
Nếu tiêu chuẩn chính cho q trình lựa chọn được giảm đến mức tối thiểu chi phí của dung lượng, kết quả này biểu thị các kế hoạch khác nhau cho trường hợp ban đầu và trường hợp thực tế. Trong trường hợp ban đầu ngay khi tại 5% tỉ lệ đo được FTABCD có thể đã được tính tốn đến, như các chi khác nhau tới các topology khác là hầu như không tồn tại. Tại tỉ lệ đo được 10% FTABCD đã cung cấp mức chi phí thấp nhất. FTF có thể xem xét đến ngay khi tại 15%-20%. Trong trường hợp thực tế topology FTAB có mức chi phí dung lượng rất thấp nếu so sánh với các sự lựa chọn khác. Mức chi phí là khác nhau giữa FTABCD và FTF bắt đầu tại mức chấp nhận được là 20% - 25% tỉ lệ đo được. Mức chi phí của FTAC là cao ngạc nhiên, nâng cấp tới các topology khác dường như là ít hấp dẫn hơn nếu nếu sự lựa chọn có dựa trên chi phí của dung lượng.
CHƯƠNG III KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ VDSL TRONG MẠNG TRUY NHẬP
3.1 Các vấn đề còn tồn tại trong việc phát triển kỷ thuật VDSL
Mã đường
Một trong những khó khăn hiện nay của kĩ thuật VDSL đó là chưa có chuẩn qui định cơ chế mã hoá và phương pháp báo hiệu nên hai phương pháp điều chế đơn sóng mang và đa sóng mang đều đang được nghiên cứu sử dụng. Trong nhóm đơn sóng mang mã CAP vượt trội hơn hẳn so với mã SLC và đang được một số hãng nghiên cứu đưa vào sử dụng như hãng Orckit. Mã DMT và mã WDMT thực chất cùng dựa trên một nguyên tắc. Mã DMT hiện nay đang được sử dụng cho kĩ thuật ADSL và cũng được sử dụng nhiều cho kĩ thuật VDSL. Hai loại mã này đều có những ưu điểm riêng, chẳng hạn như mã CAP có ưu điểm về công suất tiêu thụ, về đường đặc trưng và giá thành nhưng lại không linh động và hiện nay chưa hoạt động được ở tất cả các tốc độ chuẩn. Ngược lại mã DMT lại có ưu điểm là cung cấp đường đặc trưng hầu như tối ưu cho các kênh được chia, đàn hồi đối với ảnh hưởng của tần số radio, dễ dàng thích nghi với sự thay đổi kênh và điều kiện nhiễu bên ngoài, hoạt động ở tất cả các tốc độ chuẩn, không chịu ảnh hưởng mạnh của nhiễu tạp âm xung. Nhưng các modem VDSL sư dụng mã DMT có đường đặc trưng như các modem VDSL sử dụng mã Cap lại yêu cầu công suất tiêu thụ lớn gấp 4 lần. Hơn nữa, do khắc phục việc đường đặc trưng của DMT chịu ảnh mạnh của tín hiệu HF nên độ phức tạp của modem VDSL sử dụng mã này tăng lên. Hai điều này dẫn đến giá thành của loại modem dùng mã này cao hơn.
Phương pháp ghép kênh
Hiện nay chưa có mẫu chuẩn về nhiễu cho modem VDSL. Việc này một phần là do nhiễu của đường dây phụ thuộc vào nhiều yếu tố (như kiểu dây, điều kiện lắp đặt…) nên khó khăn đưa ra mơ hình chung.
Nhiễu vô tuyến
Trong trường hợp sử dụng cáp treo trong mạng nội hạt (local loop), thì tín hiệu VDSL khi truyền tạo ra một trường điện có khả năng giao thoa với giải tần vơ tuyến, làm nhiễu tín hiệu vơ tuyến và ngược lại.
Sự phát xạ của cáp treo
Theo nghiên cứu của các chun gia thuộc phịng thí nghiệm BT, thì tín hiệu phát ra từ modem VDSL có PSD cỡ -60dBm/Hz truyền qua mạng cáp treo có tần số nằm trong dải tần vơ tuyến có thể làm nhiễu các tín hiệu vơ tuyến. Các chuyên gia đã đưa ra khuyến nghị là các tín hiệu từ modem VDSL có tần số nằm trong dải tần vơ tuyến phải nhỏ hơn – 80dBm/Hz.
Hoạt động ở dạng đối xứng hay không đối xứng
Hiện nay các modem VDSL không đồng thời cung cấp được cả hai loại dịch vụ đối và không đối xứng. Trong tương lai sẽ thiết kế loại modem này.
Các đầu thu và đầu phát linh động
Cũng với lý do trên, các chuyên gia đang khuyến nghị thiết kế loại modem có đầu phát có cấu hình phù hợp với cả hoạt động đối xứng và không đối xứng.
3.2. Triển khai VDSL tại Việt Nam
Để đáp ứng nhu cầu sử dụng Internet trong các tồ nhà cao tầng, VDC đã chính thức thử nghiệm dịch vụ Internet sử dụng công nghệ VDSL tại Hà Nội.
Theo công ty VDC, hiện đối tượng sử dụng dịch vụ này là khách hàng thuộc khối cơng ty, văn phịng trong các tồ nhà. Đối tượng khách hàng này thường có nhu cầu cung cấp dịch vụ mạng như Web, mail, ftp, do đó sẽ tổ chức mạng lưới như khách hàng lease-line thì phải sử dụng địa chỉ IP Public. Khách hàng sẽ được cấp một số subnet riêng hoặc một vài địa chỉ trong dải địa chỉ của mạng Internet Việt Nam.
Sử dụng dịch vụ này, khách hàng sẽ được cung cấp dịch vụ truyền số liệu băng rộng: Truy nhập Internet, liên lạc bằng VPN, xây dựng trang Web…Tuy nhiên, trong giai đoạn dầu, VDC chỉ mới triển khai dịch vụ truy nhập Internet băng rộng. Tốc độ truy nhập dịch vụ có thể từ 64kbps tới 2Mbps hoặc cao hơn khi dùng uplink là wireless hoặc nhiều đường E1. Khách hàng cũng có thể sử dụng VPN clinet base để tăng tính bảo mật khi kết nối vào mạng dùng riêng ở nước ngồi.
Cước dịch vụ có thể được tính trọn gói, theo thời gian hoặc theo lưu lượng sử dụng tuỳ theo khả năng và thực tế sử dụng của khách hàng. Khách hàng thuê một đường truyền có tốc độ giới hạn, cước sẽ được tính cố định trọn gói theo tốc độ giới hạn đó chứ khơng theo thời gian dung lượng sử dụng. Tính cước theo thời gian dựa theo tốc độ giới hạn của đường truyền và thời gian truy nhập mạng. Cách tính cước này phù hợp với khách hàng truy nhập mạng bình thường. Cách tính cước theo lượng sử dụng được tính trên tốc độ giới hạn và lưu lượng thực tế khách hàng đã sử dụng.
Khách hàng có thể vừa gọi điện thoại, fax và truy nhập Internet
Internet tốc độ cao VDSL là dịch vụ cho phép khách hàng có thể vừa truy nhập Internet, vừa gọi điện thoại và fax. Sử dụng dịch vụ này, khách hàng không phải thực hiện việc vào, ra mạng và không phải quay số mỗi khi muốn vào mạng Internet. Điều này đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng cũng như tiết kiệm chi phí và thời gian cho khách hàng.
Ưu điểm của dịch vụ VDSL là chi phí thấp, các thiết bị đầu cuối rẽ, lắp đặt đơn giản lại đáp ứng được tốc độ cao truy nhập khi truy nhập Internet. Tốc độ download của dịch vụ này cân bằng từ 64 Kbps đến 5 Mbps.
Dịch vụ này sẽ được kết nối từ mạng VDC tới các toà nhà sử dụng lease- line truyền thống hoặc một kết nối băng rộng tới nhà cung cấp dịch vụ mạng. Việc kết nối chủ yếu dựa trên các công nghệ cung cấp mạng băng rộng như công
3.3 Các kiến trúc mạng truy nhập sử dụng cáp quang
Cáp quang là phương tiện truyền dẫn hữu tuyến có tốc độ cao nhất hiện nay. Việc đưa cáp quang vào mạng truy nhập mới chỉ bắt đầu. Hiện nay giá cáp quang và thiết bị quang tương đối cao so với cáp đồng nhưng đang có xu hướng giảm liên tục. Thêm vào đó, băng thơng khổng lồ, khối lượng và kích thước bé so với cáp đồng là những lợi thế rất quan trọng. Cáp quang nhẹ hơn cáp đồng cỡ 23 lần và có tiết diện nhỏ hơn 36 lần. Trong mạng thành thị vốn đã có rất nhiều cáp những tính năng này trở nên rất quan trọng. Cáp quang có thể dễ lắp đặt vào các hệ thống cống ngầm sẵn có. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của các dịch vụ băng rộng, việc đưa cáp quang trong mạng truy nhập sẽ cho phép:
Dễ dàng hơn trong bước chuyển đổi sang mạng truy nhập thế hệ sau, cung cấp băng thông theo yêu cầu.
Nâng cao độ tin cậy và chất lượng dịch vụ.
Nâng cao khả năng cạnh tranh
Cung cấp các dịch theo yêu cầu băng hẹp hiện nay một cách tốt hơn.
Mở rộng tầm hoạt động của các tổng đài.
Có thêm doanh thu nhờ các dịch vụ mới.
Khả năng quản lí mạng truy nhập sẽ được cải thiện.
SN SN SN SN
OLT ONU NTE
OLT ONU NTE
OLT ONU NTE
OLT NTE
Service Exchange Local Cabinet User
Node Exchange VB5 PON VDSL or ADSL VDSL VDSL UNI FTTExch FTTCab FTTC/ FTTB FTTC/ FTTH ADSL- Asymmetric Digital Subscriber Line/Loop
NTE- Network Termination Equipment OLT- Optical Line Termination
ONU- Optical Network Unit PON- Passive Optical Network
Hình 3.1 Các kiểu trúc mạng truy nhập sử dụng cáp quang FTTx
Có thể triển khai mạng truy nhập sử dụng cáp quang bằng nhiều cách khác nhau, tuỳ thuộc vào thiết bị và công nghệ mà ta lựa chọn. Một số kiến trúc mạng phổ biến dựa trên mạng quang thụ động (PON) như sau:
FTTCab: Fiber To The Cabinet (cáp quang đến tủ phân phối).
FTTC/B: Fiber To The Curb/Building (cáp quang đến khu vực/cao ốc).
FTTH: Fiber To The Home (cáp quang đến nhà).
3.3.1 Mạng quang thụ động
Mạng quang thụ động PON là giải pháp tương đối rẽ tiền để đưa cáp quang vào mạng truy nhập. Có thể nói PON gắn liền với những nỗ lực giảm giá thành mạng cáp quang để sử dụng không chỉ trong mạng truyền dẫn đường trục, mà dùng để truyền dẫn trong mạng truy nhập thuê bao. Đặc biệt của PON là chỉ sử dụng các bộ tách quang thụ động, khơng dùng các thiết bị ghép kênh, chính vì thế giá thành tương đối thấp. Với PON ta có thể triển khai nhiều cấu hình mạng khác nhau FTTx. Tuy ra đời và được sử dụng đầu tiên trong mạng truy nhập quang, nhưng vì nhiều lý do PON chưa được triển khai thực sự rộng rãi. Thi trường thiết bị PON có thể nói là khá khiêm tốn với tổng doanh thu 35 triệu USD năm 2000 (ở Mỹ, theo FCC), tuy nhiên tăng trưởng khá mạnh trong thời gian gần đây. Probe Reseach dự báo tốc độ tăng trưởng của thị trường thiết bị mạng quang thụ động trong vài năm tới là khoảng 60%. Thị trường PON cũng như tồn nghành cơng nghiệp viễn thơng gặp nhiều biến động trong thời gian gần đây, mặc dù vậy nhiều nhà khai thác vẫn tiếp tục triển khai mạng quang thụ động. PON là công nghệ mạng truy nhập cạnh tranh trực tiếp với GigE và SDH. Thiết bị
Một sợi quang duy nhất có thể tải 1,25 Gbps chia sẽ cho tối đa 64 đối tượng sử dụng.
Có ba giao thức lớp 2 chủ yếu dùng cho mạng quang thụ động, theo thứ tăng dần của giá:
• BPON: Broadband PON. • EPON: Ethernet PON.
• APON: ATM PON.
Hình 3.2 Mạng quang thụ động PON
(1) Optical Line Terminal (OLT) giám sát và duy trì chất lượng dịch vụ khi tách/ghép tín hiệu từ/đến nhiều đầu cuối khác nhau.
(2) Passive Optical Splitter gửi một phần tín hiệu đường xuống tới từng đầu cuối và đưa tín hiệu đường lên vào đoạn cáp quang chính để truyền về OLT (tức tín hiệu xuống được tách ra và tất cả đầu cuối nhận được tín hiệu giống hệt nhau). POS không cần nguồn.
ONU ONU 3 ONU ONU OLT 1 Router Interne t PoP/Central office 2 Fiber Passive optical splitter Building RT/DSLAM
Cable distribution node
Copper to home/SME
Coax to home