Tài liệu Bài giảng mạng và các công nghệ truy cập chương 3 - gv. dương thị thanh tú

16 November 2010 CHƯƠNG 3 – CÁC CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP ‹ Công nghệ truy nhập truyền thống: Dialup, ISDN và giao diện V5.x. ‹ Họ công nghệ xDSL. ‹ Công nghệ PLC. ‹ Công nghệ CM. ‹ Công nghệ truy nhập quang. ‹ Công nghệ truy nhập qua vệ tinh. ‹ Công nghệ WLAN. ‹ Công nghệ Wimax. 71 16 November 2010 Modem băng tần thoại (1) ‹ Lịch sử phát triển ™ ThËp kû 1950 Northern Telecom, Western Electric dïng modem cho môc ®Ých néi bé. ™ 1964: V.21 cña CCITT (200 bit/s vµ 300bit/s –FSK). ™ 1975: FCC cho phÐp sö dông modem vµ fax qua PSTN. ™ 1984: v.22bis QAM – 16 tr¹ng th¸i v.32bis dïng m· trellis ®¹t 14 400 bit/s. ™ 1996: V.34 33 600 bit/s. ™ Modem 56 Kbit/s: - Us robotics (3com) – X2 cña Ti - Rockwell/Lucent – K56flex - 1998: ITU-T v.90 72 16 November 2010 Modem băng tần thoại (2) ‹ Các chuẩn ITUITU-T cho modem băng tần thoại Standard (ITU-T) Speed (US/DS) - bps V.21 300 / 300 V.22 bis 2400 / 2400 V.32 9600 / 9600 V.32 bis 14400 / 14400 V.FC 28800 / 28800 V.34 33600 / 33600 V.90 (X2, K65Flex) 56000 / 33600 V.92 56000 / 48000 73 16 November 2010 Modem băng tần thoại (3) ‹ Cấu hình đấu nối qua mạng điện thoại tương tự 74 16 November 2010 Modem băng tần thoại (4) ‹ Cấu hình đấu nối qua mạng điện thoại số 75 16 November 2010 Mạng số tích hợp đa dịch vụ ISDN ISDN: Intergrated Service Digital Network ‹Là mạng tích hợp các dịch vụ thoại, số liệu, vidieo trên cùng một mạng duy nhất. ‹Số hoá đến tận thuê bao. TE1 TE2 T S R NT2 U NT1 LE TA Phía người sử dụng Phía mạng 76 16 November 2010 Các loại kênh ISDN ‹ Kênh B (64kb/s): kênh dữ liệu, tải chuyển mạch kênh hoặc chuyển mạch gói, có thể mang tải không cần chuyển mạch (các kết nối bán cố định xuyên qua tổng đài). ‹ Kênh D (16 hoặc 64 kb/s): Kênh báo hiệu, chỉ hỗ trợ chế độ truyền gói, thông lượng còn dư của kênh D có thể để truyền dữ liệu dạng gói tốc độ thấp. ‹ Kênh H (nx64kb/s): Dùng cho các ứng dụng yêu cầu băng thông lớn. ‹ Š H0 = 384 kb/s (=6B), H10 = 1472 kb/s (=23B), Š H11 = 1536 kb/s (=24B), H12 = 1920 kb/s (=30B). Kênh n x 64 kb/s: tốc độ bằng n kênh B với n = 2 ÷ 24, để đáp ứng tốc độ theo yêu cầu, dùng cho các kết nối giữa các thiết bị thích ứng băng rộng. ‹ Kênh BRI: 2B + D = 144 kb/s. ‹ Kênh PRI: 23 B + D (24 B) ≈ 1,5 Mb/s. (T1) - Bắc Mỹ 31 B + D (32B) ≈ 2 Mb/s. (E1) – Châu Âu 77 16 November 2010 Giao diện V5.x (1) Khái niệm: Analoge V5.1(1E1) V5.1 Tho¹i, M¹ch thuª thuª bao GhÐp kªnh ISDN/BRA   BRI LE Analoge ….. V5.2 (1-16 E1) Tho¹i, ISDN/BRA,PRA M¹ch thuª thuª bao TËp trung ®−êng ®−êng d©y   BRI,PRI 78 16 November 2010 Giao diện V5.x (2) Phân loại: ‹ Gồm hai chuẩn V5.1 và V5.2. Việc sử dụng các giao diện V5.1 và V5.2 sẽ được lựa chọn tuỳ theo yêu cầu thực tế. ‹ Được quy định khá chi tiết do các tổ chức tiêu chuẩn trên thế giới biên soạn. Š ITU-T: G.964 - tiêu chuẩn V5.1 (ban hành 6/1994). G.965 - tiêu chuẩn V5.2 (ban hành 3/1995). Š Châu Âu: ETSI 300-324-1 -> chuẩn V5.1 (ban hành 1/1994) ETSI 300-347-1 -> chuẩn V5.2 (ban hành 11/1994) Š Việt Nam: TCN 68-184:1999 về V5.1 TCN 68-185:1999 về V5.2 (Do tổng cục Bưu điện Việt Nam ban hành 17/11/1999) 79 16 November 2010 Chức năng của giao diện V5.2 80 16 November 2010 Công nghệ xDSL ‹ Tổng quan về công nghệ xDSL •xDSL: •x: ‹ Digital Subscriber Line - Công nghệ đường dây thuê bao số. I, S, H, HS, A, V … Phân loại: •Truyền dẫn hai chiều đối xứng: HDSL/ HDSL2, SHDSL đã được chuẩn hoá và những phiên bản khác như: SDSL, IDSL ... •Truyền dẫn hai chiều không đối xứng: ADSL/ADSL.Lite (G.Lite), ADSL2, ADSL2+ đã được chuẩn hoá và một số tên gọi khác chưa được chuẩn hoá như: RADSL, UADSL, CDSL. •Truyền dẫn đối xứng và không đối xứng: VDSL, VDSL 2. 81 16 November 2010 Lịch sử phát triển của công nghệ VDSL2: G993.2 2006 VDSL: T1.424 ADSL2+: G992.5 2003 ADSL G992.3 ADSL2:G992.4 2000 SHDSL: G991.2 HDSL4 TIÊU CHUẨN QUẢN LÝ BĂNG TẦN 1999 ADSL lite G992.2 UAWG 1998 1995 1992 Không có bộ chia G.hs ADSL dmt G992.1 CHUẨN QUỐC TẾ HDSL2 T1.41B ADSL T1.413 phiên bản 2 ATM Giảm mào đầu Thích ứng tốc độ TC-PAM Băng tần xác định SDSL ADSL T1.413 Bất đối xứng Đa tốc độ HDSL 1986 ISDN T1.601 Modem băng tần thoại DDS, T1 và E1 82 16 November 2010 Phân loại công nghệ xDSL (1) Công nghệ nghệ Tốc độ Khoả Khoảng cá cách truyề truyền dẫ dẫn Số đôi dây Ứng dụ dụng 5km 1 đôi Truyền thoại và số liệu IDSL 144 Kb/s đối xứng HDSL 1,544Mb/s đối xứng 2,048Mb/s đối xứng 3,6 km-4,5 km 2 đôi 3 đôi Cấp luồmgT1/E1 để truy xuất WAN. LAN, truy xuất server HDSL2 1,544Mb/s đối xứng 2,048Mb/s đối xứng 3,6 km-4,5 km 1 đôi Cấp luồmgT1/E1 để truy xuất WAN. LAN, truy xuất server SDSL 768Kb/s đối xứng 7 km 1 đôi 1,544Mb/s hoặc 3 km Như HDSL nhưng thêm phần truy xuất đối xứng 2,048Mb/s một chiều SHDSL 5.6Mb/s lên/xuống 3 km 1, 2 đôi Kết nối server 83 16 November 2010 Phân loại công nghệ xDSL (2) 5km (tốc độ càng cao thì khoảng cách càng ngắn ) 1 đôi ADSL2 8 Mb/s xuống, 1 Mb/s lên nt nhiều đôi dây nt ADSL2+ 24 Mb/s xuống, 1 Mb/s lên nt < 32 đôi dây nt ADSL2ADSL2RE nt 1 đôi nt 300m - 1,5 km (tuỳ tốc độ) 1đôi nt 1đôi ADSL VDSL 8 Mb/s xuống, 800 Kb/s lên 8 Mb/s xuống 1 Mb/s lên 26 Mb/s đối xứng 13–52 Mb/s down 1,5-2,3 Mb/s up VDSL 2 100Mb/s lên/xuống G.993.2 Truy xuất Internet, Video theo yêu cầu, tương tác đa phương tiên, truy xuất LAN từ xa. Như ADSL nhưng thêm HDTV nt 84 16 November 2010 Công nghệ ADSL ‹ Khái niệm: ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) – Công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng. Luồng xuống Luồng lên Thoại kHz 138 4 25 1 104 Tần số 85 16 November 2010 Cấu trúc hệ thống M¹ng b¨ng réng ChuyÓn m¹ch ATM/IP ADSL M¹ch vßng thuª bao c¸p ®ång DSLAM ATU-C Bé chia POTS /ISDN PSTN MDF Bé chia ATU-R C¸c ®−êng kh«ng ph¶i xDSL ChuyÓn m¹ch CO 86 16 November 2010 Mô hình tham chiếu chuẩn của hệ thống NT Broadband Network SDH/ATM ATU-C NI ATU-R V-C Customer Premises Network T-R U-C2 U-R2 HP Narrowband Network PSTN/ISDN CI LP SM HP DLL U-C SM U-R Splitter C ATU-C - ADSL Termination Unit - Central Office ATU-R - ADSL Termination Unit - Remote NI - Network Interface CI - Customer Interface NT - Network Termination LP Splitter R Telephone Set, Voiceband Modem or ISDN Terminal SM - Service Module DLL - Digital Local Loop HP - High-Pass filter LP - Low-Pass filter 87 16 November 2010 Các vấn đề ảnh hưởng đến truyền tải ADSL ‹ Sự thay đổi cỡ cáp. ‹ Cuộn gia cảm (Load coil). ‹ Cầu rẽ (Bridge tap). ‹ Nhiễu. ‹ Xuyên âm. 88 16 November 2010 Suy giảm theo tần số khi có cuộn gia cảm 89 16 November 2010 Sóng phản xạ từ cầu rẽ Sóng phản xạ từ cầu rẽ l = (2k+1) λ/4 90 16 November 2010 Xuyên âm ‹Xuyên âm đầu gần NEXT (Near End Crosstalk) ‹Xuyên âm đầu xa FEXT (Far End Crosstalk) 91 16 November 2010 Kỹ thuật điều chế đa tần rời rạc – DMT Signal Power 256 channels Channel Spacing 4.3125 kHz 4 25 138 Upstream Data Frequency [kHz] 1 104 Downstream Data Tốc độ lớn nhất hướng lên: 25 kênh x 15 bit/symbol/Hz/kênh x 4 KHz = 1,5 Mbit/s Tốc độ lớn nhất hướng xuống: 249 kênh x 15 bit/symbol/Hz/kênh x 4 KHz = 14,9 Mbit/s 92 16 November 2010 Tương thích tốc độ theo S/N (1) TTải ải được c giớ ới hạ ạn bở ởi đượ gi hhạn bbởi được giới tiê êu chuẩ ẩn 2-15 bit/tone titiêu chu 22-15 chuẩn bit/tone 40 30 SNR [dB] 20 10 50 100 150 200 250 50 100 150 200 250 10 Bit loading 5 0 Ch−a cã sãng mang 93 16 November 2010 Tương thích tốc độ theo S/N (2) 15 No of Bits max 15 15 max 9 No of Bits 8 8 8 7 5 4 Tones Tones Khëi t¹o (kh«ng cã nhiÔu) Sau khi khëi t¹o (cã nhiÔu) 6 tones x 8 bits/tone = 48 bits 15 + 9 + 7 + 5 + 4 + 8 = 48 bits SỐ BIT TRÊN MỘT KÊNH PHỤ THUỘC VÀO NHIỄU 94 16 November 2010 Kỹ thuật truyền dẫn song công FDD Phâ ân chia ăng thô ông 11MHz Ph bbăng th Phân chiabă thông MHzBandwidth Bandwidth thà ành 33vù ùng tá ách biệ ệt bằ ằng cá ác bộ ộ lọlọc c th vvùng ttách bi bbằng ccác bbộ thành biệt Signal Power Upstream ADSL Channel POTS Downstream ADSL Channel Frequency 4 30 140 1 100 95 16 November 2010 Kỹ thuật truyền dẫn song công EC Signal Power BBăng ăng thô ông hướ ướng ng đđi i và à hhướng ướng ề bbị ị chồ ồng th hhướng vvà ướng về vvề ch thông chồng lấlấn, n, cầ ần sử ử ddụng ụng triệ ệ t echo để t á ch biệ ệ t cá ác ccần ssử tri bi c triệt echo để tách biệt các kkênh ênh Upstream ADSL Channel POTS 4 30 Downstream ADSL Channel 140 Frequency 1 100 96 16 November 2010 Sơ đồ khối bộ thu phát ADSL DMT Data CRC EOC AOC M· hãa RS Tré Trén §an xen S¾p xÕp vµ m· hãa chï chïm ®iÓm Bé t¹o khung CRC M· hãa RS Tré Trén I D F T Thª Thªm TiÒn tè vßng D F T T¸ch tiÒn tè vßng D/A Bit chØ chØ thÞ CRC Bé gi¶ gi¶i khung CRC Gi¶ Gi¶i tré trén Gi¶ Gi¶i m· Gi¶ Gi¶i tré trén Gi¶ Gi¶i ®an xen Gi¶ Gi¶i m· Gi¶ Gi¶i m· gi¶ gi¶i s¾p xÕp F D Q TDQ ADC+ fillter 97 16 November 2010 Cấu trúc siêu khung ADSL Superframe (17 ms) Frame Frame Frame Frame 0 1 2 3 CRC/ Sync bits in fast ...... OAM bits in fast Frame Frame 35 34 OAM bits in fast ...... Frame Frame Sync Symbol 67 68 OAM bits in fast Frame Data Buffer (68/69 x 0.25 ms) Fast Data Buffer Fast Byte Fast Data 1 byte KF bytes Point A Interleaved Data Buffer FEC Redundancy NF bytes Points B or C RF bytes Interleaved Data NI bytes Point C 98 16 November 2010 Chế độ truyền tải AS0 AS1 tuú chän AS2 tuú chän ATU-C AS3 tuú chän ATU-R LS0 LS1 tuú chän LS2 tuú chän 7 kênh mang = 4 kênh mang một chiều + 3 kênh mang 2 chiều. 99 16 November 2010 Đặc tính các kênh mang ‹ ‹ Kênh mang một chiều: tốc độ là bội số của 32 Kb/s. Š AS0: từ 32 kb/s đến 6.144 Mb/s. Š AS1: từ 32 kb/s đến 4.608 Mb/s. Š AS2: từ 32 kb/s đến 3.072 Mb/s. Š AS3: từ 32 kb/s đến 1.536 Mb/s. Kênh mang hai chiều: Š LS0: 16 kb/s và 32 ÷ 640 kb/s. Š LS1: từ 32 kb/s đến 640 kb/s (bội số của 32 kb/s). Š LS2: từ 32 kb/s đến 640 kb/s. Mặc dù các kênh LS là kênh mang hai chiều nhưng chúng thường được dùng cho luồng số liệu hướng lên 100 16 November 2010 Triển khai ADSL tại Việt Nam 101 16 November 2010 Công nghệ ADSL 2 ‹Là thế hệ thứ hai được chuẩn hoá trong ITU-T G.992.3 và G.992.4 dựa trên tiêu chuẩn của thế hệ thứ nhất ITU-T G.992.1 và G.992.2. ‹Có nhiều cải tiến so với ADSL thế hệ thứ nhất: ™Các tính năng liên quan đến ứng dụng: 9 Hỗ trợ ứng dụng ở chế độ hoàn toàn số. 9 Hỗ trợ ứng dụng thoại trên băng tần ADSL. 9 Hỗ trợ chức năng ghép ngược ATM (IMA). ™Các tính năng liên quan đến lớp vật lý. 9Phân khung linh hoạt hơn, giảm tiêu đề khung. 9Chẩn đoán, giám sát online, thích ứng tốc độ online, khởi tạo nhanh, cải thiện công suất. 102 16 November 2010 Chức năng ghép ngược ATM IAM Group IAM phy Link 0 phy Group phy Link 1 phy phy Link2 phy 103 16 November 2010 Ghép nhiều đường dây để tăng tốc độ ‹20 Mb/s trên hai đôi ghép. ‹30 Mb/s trên 3 đôi ghép. ‹40 Mb/s trên 4 đôi ghép 104 16 November 2010 ADSL và VoADSL IAD: Integrated Access Device 105 16 November 2010 Mô hình mạng VoDSL 106 16 November 2010 Công nghệ ADSL 2+ ‹ ADSL2+ là ADSL2 với băng tần mở rộng được chuẩn hoá dựa trên chuẩn của ADSL2. Mang đầy đủ đặc tính của ADSL2 107 16 November 2010 Tốc độ cải thiện của ADSL2+ so với ADSL 108 16 November 2010 So sánh các công nghệ ADSL 109 16 November 2010 Công nghệ PLC Truy nhËp PLC M¹ng viÔn th«ng ®−êng ®−êng trôc Tr¹m gèc ℡ M¹ng c¸p quang  M M¹ng cung cÊp cao/trung hoÆc h¹ ¸p 110