Tiểu luận Mạng và các công nghệ truy nhập

16 November 2010 1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG MẠNG VÀ CÁC CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP MÔN HỌC: Giảng viên: • Dương Thị Thanh Tú. • Bộ môn Mạng viễn thông – Khoa Viễn thông1. 16 November 2010 2 Thời lượng: 75 t (4đvht) • Lên lớp (lý thuyết): 55 tiết. • Bài tập: 4 • Thực hành: 4 • Tiểu luận môn học: 12 tiết. MẠNG TRUY NHẬP Yêu cầu kiến thức: Tổng quan về viễn thông, Ghép kênh tín hiệu số, Anten và truyền sóng, Truyền dẫn vô tuyến số, Kỹ thuật chuyển mạch, mạng viễn thông. 16 November 2010 3 NỘI DUNG MÔN HỌC ‹ Chương 1: Giới thiệu chung. ‹ Chương 2: Kỹ thuật nền tảng trong công nghệ truy nhập. ‹ Chương 3: Các công nghệ truy nhập. ‹ Chương 4: Thiết kế mạng truy nhập ‹ Tiểu luận môn học. 16 November 2010 4 TIỂU LUẬN MÔN HỌC ‹Nội dụng tiểu luận: ŠCác công nghệ truy nhập. ŠCác kỹ thuật cơ sở của công nghệ truy nhập. ŠThiết kế mạng truy nhập ‹ Yêu cầu: Š 4 SV/ nhóm. ŠNộp quyển, ghi đĩa CD và báo cáo TL. 16 November 2010 5 ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC ‹ Chuyên cần: 10% ‹ Kiểm tra : 20 % ‹ Tiểu luận : 10 % ‹ Thi kết thúc học phần: 60% 16 November 2010 6 TÀI LIỆU THAM KHẢO (1) 1. Ashwin Gumaste, Tony Antony, First Mile Access Networks and Enabling Technologies, Cisco Press, 2004 . 2. Paul France, Local Access Network Technologies, Institution of Electrical Engineers , 2004 . 3. Chinlon Lin, Broadband Optical Access Networks and Fiber-to-the- Home Systems Technologies and Deployment Strategies, John Wiley & Sons Ltd, 2006 . 4. Shlomo Ovadia, Broadband Cable TV Access Networks: from technologies to applications, Prentice Hall, 2001 . 5. Halid Hrasnica Abdelfatteh Haidine Ralf Lehnert, Broadband Powerline Communications Networks, John Wiley & Sons Ltd, 2004 . 6. Philip Golden, Hervé Dedieu, Krista Jacobsen, Fundamentals of DSL Technology, Taylor & Francis Group, 2006 . 16 November 2010 7 TÀI LIỆU THAM KHẢO (2) 7. Nguyễn Việt Hùng, Dương Thị Thanh Tú, “Mạng truy nhập”, Tài liệu giảng dậy, Học viện CNBCVT, 2008. 8. Nguyễn Việt Hùng, “Công nghệ truy nhập trong mạng NGN”, Tài liệu giảng dậy, Học viện CNBCVT, năm 2006. 9. Dương Thị Thanh Tú, “Mạng và các công nghệ truy nhập”, bài giảng, Học viện CNBCVT, 2010. 10. Nguyễn Quý Sỹ, Nguyễn Việt Cường, “Kỹ thuật mạng và cung cấp dịch vụ ADSL”, Tài liệu giảng dậy, Học viện CNBCVT, tháng 4 năm 2003 . 16 November 2010 8 MÔN HỌC (Access Networks and Technologies ) CÁC CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP VÀ MẠNG TRUY NHẬP 16 November 2010 9 CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG TRUY NHẬP ‹ Khái niệm: 9 Theo quan điểm truyền thống. 9 Theo quan điểm của ITU-T. ‹ Phân loại: 9 Dựa trên băng thông. 9 Dựa trên môi trường truyền dẫn. ‹ Quá trình và xu hướng phát triển. 16 November 2010 10 KHÁI NIỆM - Mạng truy nhập theo quan điểm truyền thống (2) ‹ Nhược điểm: Š Hạn chế khả năng cung cấp các dịch vụ mới, đặc biệt là dịch vụ băng rộng. Š Chi phí đầu tư lớn, lãng phí thiết bị. Š Bán kính phục vụ nhỏ. ‹ Phương án khắc phục: Š Dùng tổng đài phân tán RLC. Š Dùng bộ cung cấp mạch vòng thuê bao số DLC. Š Chuyển tiếp quang, vi ba. Š Thay đổi đường kính cỡ cáp. 16 November 2010 11 KHÁI NIỆM - Mạng truy nhập hiện đại dưới quan điểm của ITU-T PSTN ISDN DDN NGN ... POTS V.90,92 ISDN xDSL ... Mạng truy nhập Q3 SNI – Giao diện nút dịch vụ UNI – Giao diện người sử dụng - mạng Thuê bao Thực thể mạng 16 November 2010 12 PHÂN LOẠI - Dựa trên băng thông ‹Truy nhập băng hẹp: (< 2Mb/s) ŠTruy nhập bằng quay số (Dial-up): 56Kb/s. ŠN-ISDN (Narrow - Intergrated Service Digital Network): 2B+D, 23B+D, 30B+D. ‹Truy nhập băng rộng: (> 2Mb/s) ŠB-ISDN (Broad band - Intergrated Service Digital Network). ŠxDSL (Digital Subscriber Line). ŠPLC (Power Line Carrier). ŠTruy nhập quang 16 November 2010 13 PHÂN LOẠI - Dựa trên môi trường truyền dẫn ‹Hữu tuyến: ŠCáp đồng xoắn đôi: ŠModem băng tần thoại. ŠISDN. ŠxDSL. ŠCáp đồng trục lai ghép với cáp quang: Modem cáp. ŠCáp điện lực: PLC. ŠCáp quang: PON. 16 November 2010 14 PHÂN LOẠI - Dựa trên môi trường truyền dẫn ‹Vô tuyến: ŠMMDS: Multipoint Multichannel Distribution System. ŠLMDS: Local Multichannel Distribution System. ŠWLAN: Wireless Local Area Network. ŠTruy nhập vệ tinh. ŠThông tin di động. ŠTruy nhập vô tuyến cố định. Š 16 November 2010 15 Truy nhập vô tuyến 16 November 2010 16 QUÁ TRÌNH VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN N¨m 1890 C¸p ®ång 1-2G DLCN¨m 1970 V5 DLCGi÷a thËp kû 90 NGDLCCuèi thËp kû 90 Truy nhËp IP 16 November 2010 17 Tổng đài phân tán RLC OLT Cáp đồng LE MDF CSS RLC SLC SLC LDF Cáp quang OLT LDF MDF CSS RLC SLC SLC 16 November 2010 18 Bộ cung cấp mạch vòng thuê bao số DLC ‹Khái niệm: ŠLà giải pháp đưa giao diện thuê bao từ tổng đài nội hạt đến khu vực thuê bao, hạn chế tối đa mạch vòng thuê bao truyền tải tín hiệu tương tự. ŠBao gồm hai thành phần chính: Š Khối giao tiếp phía tổng đài CT (Central Office Terminal): được đặt ngay tại tổng đài. Š Khối giao tiếp phía xa RT (Remote Terminal): được đặt tại khu vực tập trung nhiều thuê bao. ‹Đặc điểm: ŠHoạt động ở hai chế độ: Tập trung và phi tập trung. ŠCó 3 thế hệ DLC: 1GDLC, 2GDLC va 3GDLC. 16 November 2010 19 Các chế độ hoạt động của DLC ‹ Chế độ tập trung: Cấu hình DLC có số lượng tài nguyên truyền dẫn của hệ thống DLC ít hơn số thuê bao của nó. ÎChế độ tập trung có thể dẫn đến tắc nghẽn khi số cuộc gọi yêu cầu nhiều hơn số kênh trên đường truyền chung. ÎGiảm đáng kể chi phí đầu tư. ÎMột số người phục vụ sẽ bị từ chối phục vụ hoặc chấp nhận một thời gian trễ nhất định. ÎDung lượng của hệ thống phụ thuộc vào xác suất tắc nghẽn chấp nhận được trên đường truyền từ CO-RT, thường từ 0,1% đến 0,5% ‹ Chế độ phi tập trung: Cấu hình DLC có số lượng tài nguyên truyền dẫn của hệ thống bằng số lượng thuê bao của nó. 16 November 2010 20 DLC thế hệ thứ nhất – 1G DLC DS0 1GDLCPhone Fax Dial-Up Modem Kênh mã hoá E1 or DS3 LE Codec Codec Codec RT Codec Codec Codec 1GDLC CT Codec Codec Codec DS0 DS0 DS0 DS0 DS0 ‹ Hoạt động được với mọi loại tổng đài, theo chế độ phi tập trung. ‹ Chỉ hỗ trợ giao diện cáp đồng truyền thống giữa DLC - CT với tổng đài, kết nối RT-CT thông qua giao diện E1, DS3. ‹ Là giải pháp tạm thời, ra đời từ những năm 70 của thế kỷ trước. 16 November 2010 21 DLC thế hệ thứ hai – 2G DLC ‹ Hỗ trợ giao diện STM1, dùng cáp quang giữa CT và RT. ‹ Gồm hai thế hệ: • UDLC (Universal DLC). • IDLC (Intergrated DLC). DS0 DS0 DS0 2G DLC CT 2G DLC RT Phone Fax Dial-Up Modem Ghép kênh LE STM-1 16 November 2010 22 DLC thế hệ thứ hai – UDLC UDLC- RT UDLC -CT DS0 LIU Phone Fax Dial-Up Modem LE Codec Codec Codec LIU Codec Codec Codec DS0 DS0 DS0 DS0 DS0 Ghép kênh STM-1 Codec Codec Codec LIU: Line Interface Unit - Bộ giao tiếp đường dây phía tổng đài. ‹ Giao diện tương tự với tổng đài -> Có thể giao tiếp với mọi loại tổng đài mà không cần một điều kiện đặc biệt gì hay nâng cấp tổng đài. ‹ Hỗ trợ giao tiếp STM1 quang giữa CT-RT. 16 November 2010 23 DLC thế hệ thứ hai – IDLC IDLC CT DS0 LIU Phone Fax Dial-Up Modem LE Codec Codec Codec DS0 DS0 Ghép kênh E1 Ghép kênh STM-1 Ghép kênh E1 Ghép kênh E1 ‹ Cho phép sử dụng giao diện luồng E1 kết nối với tổng đài, giảm được bước biến đổi A/D, D/A không cần thiết. ‹ Chỉ có thể giao tiếp với tổng đài có cùng chuẩn giao tiếp IDLC (có thể dùng V5.x). ‹Không cần thiết bị ghép kênh PCM phía tổng đài, các kênh số liệu có thể truy nhập trực tiếp từ tổng đài đến thiết bị PCM đàu xa, tạo khả năng điều hành và bảo dưỡng tập trung. 16 November 2010 24 3G DLC hay NGDLC – DLC thế hệ kế tiếp Ghép kênh E1 3G DLC CT 3G DLC RT Phone Fax Dial Modem ATM Based STM-1/4/16 LE CPE - bộ truy nhập tích hợp PC Ghép kênh E1 Ghép kênh E1 16 November 2010 25 Đấu nối 3G DLC trong mạng Tổng đài Thiết bị khách hàng Vùng thuê bao LE DLCDLC IP B-RAS PSTN Tổng đài Thiết bị khách hàng Vùng thuê bao LE DLCDLC ATM 16 November 2010 26 3G DLC hay NGDLC – DLC thế hệ kế tiếp ‹ Nhược điểm: Š Băng thông và dung lượng hạn chế. Š Nút cổ chai trong vòng truy nhập nếu phần lớn thuê bao sử dụng dịch vụ xDSL và nút cổ chai trong mạng lõi ATM. Š Khó mở rộng dung lượng. Š Kiến trúc phức tạp, qua nhiều lớp (IP qua ATM qua SDH/DSL). Š Giá thành và chi phí tương đối cao. 16 November 2010 27 KHÁI NIỆM - Mạng truy nhập theo quan điểm truyền thống (1) ‹ Khái niệm: Š Nằm giữa tổng đài và thiết bị đầu cuối của khách hàng. Š Thực hiện chức năng truyền dẫn tín hiệu. Š Kết nối trực tiếp đến thuê bao. Tổng đài nội hạt MDF Tủ/ hộp cáp Thuê bao MDF: Main Distribution Frame 16 November 2010 28 Thiết bị truy nhập IP IP hay MPLS IP hay MPLS switch-router softswitch PSTN gateway access gateway xDSL máy ĐT IP 16 November 2010 29 Truy nhập trong mạng thế hệ sau NGN 16 November 2010 30 Truy nhập trong mạng thế hệ sau NGN ‹ Vô tuyến: GSM, 3G, 4G, WLAN, WMAN. ‹ Hữu tuyến: xDSL, CM, PON, PLC. 16 November 2010 31 Thiết bị truy nhập đa dịch vụ MSAN 16 November 2010 32 Mạng truy nhập băng rộng (kiến trúc MAN theo Cisco) 16 November 2010 33 Mạng truy nhập băng rộng (kiến trúc MANE của VNPT) SDH Ring core CES IP/MPLS Backbone ` BRAS PE Ring access Ring access Ring access Hệ thống quản lý Dịch vụ Mega VNN Dịch vụ thoại, multimedia , MegaWAN CES CES CES CES CES CES CES CES CES CES CES CES CES CES CES 16 November 2010 34 Kết nối các node truy nhập đến MANE Ring access ` IP DSLAM / MSAN Cáp quang Cáp quang Hệ thống quản lý CES CES CESIP DSLAM / MSAN IP DSLAM / MSAN IP DSLAM / MSAN IP DSLAM / MSAN IP DSLAM / MSAN IP DSLAM / MSAN IP DSLAM / MSAN IP DSLAM / MSAN IP DSLAM / MSAN IP DSLAM / MSAN Cáp quang Cáp quang 16 November 2010 35 Xu hướng phát triển 1. Cung cấp cho khách hàng băng thông gần như không hạn chế (Các công nghệ quang thụ động). 2. Cung cấp cho người dùng kết nối mọi lúc, mọi nơi với tốc độ có thể thoả mãn (truy nhập vô tuyến với các thế hệ từ 2 đến 4). 16 November 2010 36 Thảo luận: Giải pháp truy nhập trong giai đoạn quá độ ‹ Bài toán lựa chọn giải pháp truy nhập: •Khu vực nông thôn mới chuyển lên đô thị. •Số lượng cáp đồng dự phòng còn nhưng rất hạn chế. •Có sự cạnh tranh của nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông