a. Bộ ghép kênh truy nhập đường dây thuê bao số DSLAM
Bộ chia kênh truy nhập đường dây thuê bao số là bộ ghép kênh có chức năng trực tiếp cung cấp cổng kết nối tới khách hàng. Đây là thiết bị tập trung các đường thuê bao riêng lẻ để đẩy lên mức trên và ngược lại. Thiết bị này được tạo ra để cung cấp giao diện xDSL cho khách hàng và tập hợp lưu lượng tới lớp truy nhập đa dịch vụ.
DSLAM làm việc như là đường ảo/kênh ảo (VP/VC), cung cấp các giao tiếp khách hàng mạng UNI băng rộng trên xDSL chuẩn (ADSL, ADSL.lite, SDSL), tách các đường dây và UNI băng rộng hoặc giao diện NNI (Network
Node Interface) thành các giao diện nhánh chuẩn của các mạng tương ứng.
* Các loại DSLAM:
- Mini DSLAM: Kết nối tới 64 đường dây thuê bao. - DSLAM chuẩn: Kết nối tới 160 đường dây thuê bao. - DSLAM mật độ cao: Kết nối tới 480 đường dây thuê bao.
DSLAM hỗ trợ cấu hình phân cấp, có thể kết nối từ các DSLAM tới một DSLAM khác.
Thiết bị DSLAM cung cấp các giao diện SNMP trong băng và ngoài băng cho hệ thống quản lý. DSLAM hỗ trợ phân phối video và đa hướng (multicast) qua xDSL.
* Giao diện DSLAM:
Thiết bị DSLAM bao gồm một giao diện lõi hướng tới mạng đường trục backbone. Thiết bị này sẽ tạo ra các lựa chọn khác nhau cho giao diện này. Các giao diện có thể là:
- Quang STM1 (tuyến dài hoặc tuyến ngắn) - Điện STM1.
- Điện E3. - nxE1 IMA.
* Các yêu cầu đối với thiết bị DSLAM
Bộ ghép kênh truy nhập phải đạt được một số yêu cầu sau:
- Hỗ trợ MPLS, IP routing QoS cho phép triển khai nhiều loại ứng dụng qua xDSL
- Hỗ trợ nhiều chuẩn DSL: ADSL, SDSL, IDSL, RADSL, VDSL… - Khả năng tương thích với nhiều loại thiết bị đầu cuối khách hàng DSL CPE của nhiều hãng sản xuất mở ra cho khách hàng nhiều khả năng lựa chọn thiết bị đầu cuối.
- Hỗ trợ đa dạng các loại giao tiếp đường lên băng rộng DS3/E3, OC3/STM-1…
- Hỗ trợ kết nối đầu cuối người sử dụng E1, n x 64 kbit/s.
- Khả năng ứng dụng các kỹ thuật phân nhánh, xếp chồng v.v… cho phép triển khai linh hoạt khi thay đổi cấu trúc mạng.
Vì ADSL kết nối trực tiếp đến mạch vòng nội hạt, và khoảng cách giới hạn của các mạch vòng này trong công nghệ DSL do đó các DSLAM thường được đặt tại các CO. DSLAM cũng thường được đặt tại các khu vực CO không có người quản lý kỹ thuật, do đó hầu hết các nhà sản xuất thiết bị này phải chế tạo ra các sản phẩm có khả năng chịu lỗi rất cao nhằm giảm thiểu các sự cố về mạng.
* Thiết kế DSLAM
DSLAM bao gồm giao diện phía truy nhập, các cổng truy nhập và giao diện phía trung kế, các cổng phía trung kế. Do đó, DSLAM được thiết kế dựa trên ba yếu tố chính:
- Tổng các cổng DSL được yêu cầu (các liên kết truy nhập) - Tổng các cổng trung kế yêu cầu (các liên kết trung kế)
- Tổng lưu lượng được đưa tới bộ chuyển mạch, nghĩa là tổng tất cả các tốc độ các cổng.
Do đó, kích cỡ DSLAM được xác định bởi khả năng xử lý lưu lượng của nó và dựa vào số cổng (phía truy nhập và phía trung kế). Các tham số này có thể được tính toán như sau:
Kích thước tổng số nút truy nhập băng rộng (theo Mbit/s) = lưu lượng ‘S’+ các liên kết trung kế ‘T’
Thông thường, số cổng DSL lớn hơn số cổng trung kế bởi vì độ sử dụng của các liên kết DSL nhỏ hơn (5%) so với bên trung kế. Các liên kết bên trung kế được sử dụng hiệu quả hơn (70% đến 89%), và tốc độ liên kết phía truy nhập nhỏ hơn tốc độ liên kết phía trung kế. Tiêu biểu là, tỉ lệ số cổng phía truy nhập trên số cổng phía trung kế là 10:1. Theo thiết kế của nút này, phải xem xét đến việc mở rộng dung lượng chuyển mạch và mở rộng thêm các cổng trong tương lai.
Bộ tập hợp truy nhập là thiết bị có nhiệm vụ tập trung các kết nối trung tâm theo phương thức giảm thiểu kết nối logic. Bộ tập hợp truy nhập tập trung các kết nối logic (các PVC) đến từ các DSLAM rồi tổng hợp lại thành một hoặc một vài PVC để truyền tải qua mạng trục tới kết cuối thứ hai của các kết nối logic đó (IPS, trụ sở, văn phòng…). Nếu không sử dụng bộ tập hợp truy nhập thì với n x PVC đến từ n thiết bị đầu cuối sẽ chiếm n x PVC trên mạng trục.
Thông qua bộ tập hợp truy nhập, nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung cấp cho khách hàng các dịch vụ DSL như truy cập Internet tốc độ cao, kết nối mạng riêng ảo, Video theo yêu cầu, truyền hình quảng bá, học tập điện tử v.v…
• Yêu cầu đặt ra cho Aggregator
- Hỗ trợ đa dạng các loại giao tiếp LAN/WAN để thuận lợi cho việc kết nối với các Router, DSLAM: Ethernet/Fast/GigaEthernet, Serial…
- Khả năng xử lý cao tương xứng với vai trò là bộ tập trung, chấp nhận được hàng ngàn kết nối từ phía khách hàng tới.
- Hỗ trợ ATM, MPLS, IP, QoS, CoS, L2TP
- Hỗ trợ khả năng xếp chồng, phân nhánh cho phép triển khai linh hoạt cấu hình mạng khi cần thiết .
- Khả năng tương thích với các dòng sản phẩm của các hãng khác.
Vai trò của bộ tập hợp truy nhập là tập hợp tất cả các kết nối ảo logic vào trong một điểm logic, điều này cũng đồng nghĩa với Aggregator tập hợp tất cả các phiên PPP vào một điểm sau đó mới dồn lên đường lên (Up-link) tới mạng trục. Về căn bản mỗi thuê bao có một phiên PPP, tuy nhiên số lượng kết nối PPP là không giới hạn trên mỗi kết nối DSL. Với đặc tính này cho phép khách hàng khác nhau trong cùng một văn phòng chia sẻ cùng một đường xDSL để đi ra ngoài mạng Internet. Các phiên PPP được xác thực (Authentification) sau đó được kết thúc tại bộ tập hợp truy nhập. Thiết bị tập hợp truy nhập có thể là một thiết bị định tuyến đa chức năng, hoặc là một thiết
bị mạng chuyên được thiết kế cho việc tập hợp các băng rộng. Bộ tập hợp truy nhập có thể thực hiện việc xác thực Authentification, cấp phép (Authoriztion) hay tính toán (Accounting). Sau khi được xác thực, bộ tập hợp truy nhập sẽ thiết lập một liên nối (route) từ nhà khách hàng đến nhà cung cấp dịch vụ Internet. Các thiết bị tập hợp truy nhập có thể được đặt bên cạnh thiết bị DSLAM ngay tại các POP cung cấp dịch vụ hoặc có thể được đặt bên cạnh thiết bị DSLAM ở mức dưới thông qua giao tiếp WAM.
c. Server truy nhập từ xa băng rộng BRAS
DSLAM là một trong những phần tử cơ bản của mạng cung cấp dịch vụ ADSL, ngoài ra còn có một phần tử chính nữa là server truy nhập từ xa băng rộng BRAS, nó nằm giữa mạng truy nhập và nhà cung cấp dịch vụ IP (Internet Protocol – Giao thức Internet). Nó cung cấp điều khiển phiên PPP. Trong thủ tục thiết lập phiên PPP. BRAS thực hiện nhận dạng ISP (Internet
Service Provider – Nhà cung cấp dịch vụ Internet) mà người sử dụng lựa chọn
và dàn xếp một phiên giữa người sử dụng và ISP đó sau khi nhận thực người sử dụng thành công. Khi phiên PPP được thiết lập, BRAS thực hiện chức năng định tuyến IP với việc đóng gói/giải đóng gói IP. Đặc tính này của BRAS cung cấp cho người sử dụng việc kết nối tới ISP mong muốn, điều này là rất cần thiết bởi vì nó rất hữu ích cho việc thiết lập các phiên một cách tự động. Về thực chất, chức năng của BRAS là làm giảm số các kênh được cung cấp và được quản lý trong mạng.
Hình 3.2: Cấu hình mạng ADSL tiêu biểu sử dụng BRAS
Hình 3-2 trên đưa ra một mô hình triển khai ADSL tiêu biểu cho truy nhập Internet. Các đường dây ADSL từ nhiều khách hàng được kết cuối đến bộ ghép truy nhập đường dây thuê bao số DSLAM, và sau đó lưu lượng được chuyển tới thiết bị tập trung truy nhập, tiêu biểu là một chuyển mạch ATM. Sau đó, thiết bị chuyển mạch này chuyển tiếp lưu lượng đã được thu thập tới server truy nhập từ xa băng rộng BRAS. BRAS thực hiện biến đổi định dạng, nhận thực thuê bao và thực hiện các chức năng khác trước khi chuyển tiếp lưu lượng IP tới và nhận nó từ mạng Internet.
BRAS thực hiện rất nhiều chức năng trong mạng. Chức năng cơ bản nhất của nó là cung cấp các khả năng thu thập giữa mạng vùng/truy nhập và NSP/ASP. Đối với việc thu thập lưu lượng internet, BRAS đóng vai trò như là bộ tập trung truy nhập L2TP (LAC) tạo một tunnel đa phiên PPP thuê bao trực tiếp trong một NSP hoặc được chuyển mạch qua L2TP.
* Các chức năng được yêu cầu đối với BRAS là: - Tập hợp các phiên PPP trong các tunnel L2TP. - Chuyển mạch các phiên PPP giữa các tunnel PPP.
- Kết cuối các phiên PPPoE và ấn định các thuộc tính định tuyến dựa trên hồ sơ thuê bao.
- Hỗ trợ IP qua Bridged Ethernet.
- BRAS đóng vai trò như là bộ tập trung truy nhập L2TP (LAC) tạo một tunnel đa phiên PPP thuê bao trực tiếp trong một NSP hoặc được chuyển mạch qua L2TP.
- Hỗ trợ đa hướng (multicast) trong chế độ định tuyến IP. - Định vị băng tần hướng xuống.
- Kết cuối và tập hợp các VC ATM.
- Chuyển mạch hoặc chuyển tiếp VP/VC ATM. - Thực hiện chức năng quản lý QoS IP.
d. Bộ chia CO (bộ chia POST)
Hình 3.3: Dải tần dùng cho thoại và dịch vụ ADSL
Công nghệ ADSL cho phép sử dụng dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ cao cùng với dịch vụ thoại truyền thống trên cùng đôi dây cáp thoại đồng. Để có thể làm được điều này, dịch vụ ADSL và dịch vụ thoại truyền thống sử dụng các dải tần số khác nhau. Để đảm bảo các dải tần số này không gây nhiễu lẫn nhau cần sử dụng bộ chia. Bộ này thường được gọi là bộ chia POTS (POTS Splitter) và đặt bên trong DSLAM hoặc bên ngoài đi kem với DSLAM trong
Bộ lọc tần số thấp cho phép tiếng nói hay dải tần số của thoại truyền thống 200 – 3500 Hz đi qua mà không cần phải điều chỉnh tín hiệu đầu vào. Hình 3.2 chỉ ra dải tần số dùng cho ADSL và dịch vụ thoại truyền thống.
Hình 3.4: Sơ đồ cấu tạo POTS-Splitter
Khi cung cấp dịch vụ DSLAM trên cùng đôi dây cáp thoại, thì cần phải trang bị thêm thiết bị POTS splitter bên cạnh DSLAM (thiết bị này có thể được tích hợp vào bên trong DSLAM hoặc nằm ngoài tùy vào nhà sản xuất thiết bị). Bộ chia POST có thể bao gồm nhiều mạch con và dung lượng trung bình trên mỗi bộ chia POST trên thị trường hiện tại khoảng 300 đường dây ADSL.