Bài giảng Giới thiệu về DSL

I. Giới thiệu về DSL: DSL là công nghệ cho phép sử dụng những tần số chưa dùng trên cáp đồng để truyền dữ liệu ở tốc độ cao, lên đến hàng Megabits. DSL dùng hệ thống cáp điện thoai hiện có mà không cần đòi hỏi thêm bất cứ tài nguyên cáp nào khác. Công nghệ DSL cho phép gửi dữ liệu và âm thanh trên cùng một cặp cáp đồng. Dịch vụ thì luôn luôn có sẵn, nên người dùng không cần thiết phải quay số vào hay phải thực hiện công việc dial. DSL có thể chia thành hai nhóm chính: nhóm bất đồng bộ (Asymetric) và nhóm đồng bộ. ADSL thì có tốc độ downstream cao hơn tốc độ upstream. SDSL thì dùng cùng một tốc độ cho chiều downstream và upstream. ADSL là công nghệ được triển khai nhiều nhất trong nhóm công nghệ DSL và là chủ đề được hỏi trong course BCRAN. Hình vẽ trên mô tả một cách triển khai tiêu biểu của DSL trong một hệ thống mạng. Cisco 827 được dùng trong trường hợp này. Giao tiếp Ethernet của CPE 827 sẽ cắm trực tiếp vào PC dùng cáp crossed hoặc vào một switch hoặc HUB dùng cáp thẳng. Đọan cáp đồng từ CPE về DSLAM vẫn là các cáp điện thọai bình thường. Khi DSLAM nhận tín hiệu, nó sẽ truyền dữ liệu đến router của nhà cung cấp dịch vụ và sau đó đi ra Internet. Thông thường, router sẽ tích hợp luôn chức năng DSLAM như lọai Cisco 6400. Các câu hỏi thường phát sinh là vấn đề truyền dữ liệu gồm cà voice và data trên cùng một đường truyền. Thông thường, tín hiệu voice và data sẽ được kết hợp ở các tần số khác nhau, sau đó sẽ được chia ra ở CO (central office). II. Các hạn chế của DSL: DSL là một công nghệ phụ thuộc vào khỏang cách. Khi khỏang cách đến DSL càng xa, chất lượng tín hiệu và tốc độ giảm xuống. Dịch vụ ADSL có giới hạn là 18,000 feet (tức là khỏang 5460m); khỏang cách này là giữa CPE và DSLAM. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của ADSL là: · Số lượng các thiết bị gắn vào line adsl. · Bridge-tap: mở rộng của CPE và CO. · Loading coils (cuộn tải): được dùng để mở rộng local-loop cho các họat động của voice. Loading coils giúp giảm nhiễu trên ADSL. Nó thường được lắp đặt ở các local loop có khỏang cách xa hơn 12,000 ft. Data Rate Win Gauge Distance 1.5 Mbps hoặc 2 Mbps 24 AWG 18,000ft 1.5 hoặc 2Mbps 26 AWG 15,000ft 6.1 Mbps 24 AWG 12,000ft 6.1 Mbps 26 AWG 9,000ft Các ưu điểm của ADSL: - Tốc độ truy cập cao. - Luôn luôn online (always on): giúp triển khai các dịch vụ như personal web. - Phí bảo trì thấp. - Bảo mật: Mỗi nhà sẽ có một đoạn cáp đồng từ nhà đến bưu điện nên khả năng dữ liệu bị sniff là không có. III. Vấn đề cùng tồn tại với POTS, các phương thức điều chế: Các phương thức điều chế được triển khai để mang DSL đến các router CPE thật ra là chỉ dùng các tần số chưa được sử dụng. Có hai kiểu điều chế được dùng CAP và DMT. CAP vẫn chưa đuợc chuẩn hóa. DMT ban đầu đuợc chuẩn hóa như ANSI T1.413. Kể từ đó, DMT trải qua nhiều phiên bản . III.1. CAP: Hình vẽ trên cho thấy data và voice sẽ truyền riêng biệt trên đường truyền như thế nào. Chú ‎ rằng các tần số cho downstream data thì rộng hơn cho upstream data. CAP chỉ dùng cho hiện thực ADSL do có performance hạn chế nếu so với DMT. III.2. DMT: Phần lớn các triển khai ADSL ngày nay dùng kiểu DMT. DMT chia sóng mang ra thành 256 kênh, mỗi kênh có tần số 4.3125Khz. Nói cách khác, băng thông trên đường dây được chia ra thành 256 phần bằng nhau. Các phần bằng nhau này sẽ độc lập điều chế tín hiệu với tốc độ 15 bps/hz. Mỗi kênh được giám sát thường xuyên. DMT có khả năng tăng lên hoặc giảm xúống mỗi 32-kbps để duy trì chất lượng, mặc dù tăng chất lượng sẽ làm giảm tốc độ đường truyền. DMT thì phức tạp hơn CAP vì phải tốn tài nguyên để giám sát từng kênh. Tuy nhiên DMT thì uyển chuyển hơn CAP. IV. Hiện thực DSL: Tât cả các loại xDSL đều nằm ỏ lớp vật lý. XDSL đơn giản chỉ là một công nghệ truyền dẫn, giống như T1 hoặc E1. IV.1 Asymetric ADSL: ADSL: tốc độ có thể cấu hình từ 1.5Mbps đến 9Mbps downstream và từ 16 đến 640 Kbps upstream. ADSL cho phép voice và data có thể truyền đồng thời trên cùng line điện thọai. ADSL là phiên bản phổ biến nhất vì công nghệ này cung cấp đúng băng thông yêu cầu cho phần lớn các nhu cầu của khách hàng. G-lite ADSL: là phiên bản băng thông trung bình của ADSL, cho phép tốc độ lên đến 1.5Mbps down stream và 512Kbps upstream. Phiên bản này do Microsoft, Intel và Compaq đề xuất. Chuẩn này giảm công suất phát và như vậy sẽ làm giảm tốc độ download còn 1.5Mbps và upload là 512Kbps. Khoảng cách cho phép của G.lite thì dài hơn ADSL. RADSL: tự động điều chỉnh tốc độ truyền theo chất lượng của đường dây điện thọai. VDSL: tốc độ lên đến 26Mbps với khỏang cách lên đến 50m. Phù hợp với các ứng dụng trong khách sạn, cho phép cung cấp dịch vụ voice/data trên cùng một sợi cáp đồng. IV.2 Symetric DSL: SDSL: tốc độ từ 128Kbps đến 2.32Mbps. Có khoảng cách bị giới hạn giống như của ADSL. Hạn chế của SDSL là chưa được chuẩn hóa do đó vấn đề tương thích giữa các vendor khác nhau là một vấn đề lớn. SHDSL: phù hợp cho những ứng dụng yêu cầu tốc độ upstream cao. HDSL: tốc độ từ 1.544 cho đến 2.3Mbps HDSL-2: tốc độ 1.5Mbps IDSL: tốc độ upstream và downstream lên đến 144kbps. IDSL dùng luôn kênh D nên băng thông lên đến 144Kbps. IDSL thường được dùng ở những site mà ADSL không có. Điểm mấu chốt cần chỉ ra là có một tỉ lệ nghịch giữa khoảng cách và băng thông. CPE càng xa, băng thông càng ít. V. PPP over Ethernet: - PPPoE được định nghĩa trong RFC 2516 - Ethernet trong PPPoE được hiểu như là một kiến trúc bridging. - PPPoE cung cấp một khả năng kết nối từ các host/network đến các Remote access concentrator (DSLAM). - Trong mô hình này, mỗi router sẽ chạy PPP. Các dịch vụ như billing, access control sẽ được thực hiện cho từng users - Để có thể cung cấp kết nối điểm-điểm (point-to-point), các phiên làm việc ppp (ppp session) phải học MAC address của đầu router xa và sau đó thiết lập một session duy nhất. PPPoE có hai giai đọan riêng biệt: giai đọan khám phá và giai đọan thiết lập sessions. V.1. Discovery phase: Khi một router muốn khởi tạo một PPPoE session, nó phải thực hiện quá trình khám phá. Trong giai đọan này, router sẽ tìm ra DSLAM và sau đó chọn lấy một DSLAM. Khi quá trình này kết thúc, cả DSLAM và CPE router đều có đủ thông tin để thiết lập kết nối điểm-điểm trên Ethernet. Khi một PPP session được thiết lập, cả CPE router và DSLAM phải cung cấp tài nguyên cho ppp virtual interfaces: Có 4 bước cơ bản trong quá trình này: 1. CPE router sẽ gửi ra một gói khởi động. 2. DSLAM trả lời với offer packet 3. CPE tiếp tục với quá trình session 4. DSLAM tiếp tục với quá trình session Quá trình này sẽ diễn ra bằng cách dùng payload của frame Ethernet. Địa chỉ MAC address được dùng trong quá trình discovery là FFFFFFFF (broadcast). Địa chỉ source của frame là địa chỉ của CPE router. Kiểu Ethernet type thường được set giá trị 0x8863 (cho giai đọan discovery) hoặc 0x8864 (cho giai đọan session). V.II. PPP session phase: Khi PPP session đã được thiết lập, PPP có thể được gửi như trong bất cứ một phiên PPP nào khác. Tất cả các frame sẽ được unicast. Thông tin SESSION_ID sẽ không thay đổi trong súốt phiên làm việc đó và phải là giá trị được thiết lập trong giai đọan discovery. Khi giai đọan session là hòan tất, LCP có thể bắt tay lại một lần nữa, bao gồm các vấn đề xác thực. PPPoA: Mặc dù ATM là công nghệ phổ biến và đưọc triền khai rộng rãi cho adsl như giao thức lớp 2, vẫn có những công nghệ khác tồn tại. Một vài vendor dùng FR, một vài vendor khác dùng HDLC. Việc chọn lựa L2 phụ thuộc vào các dịch vụ có khả năng phân phốI đến các thuê bao như thế nào. Nếu một nhà cung cấp dịch vụ muốn cung cấp nhiều mức dịch vụ trên cùng một đoạn cáp đồng, sẽ có một sự cạnh tranh của các ứng dụng cho vấn đề băng thông. Nhà cung cấp dịch vụ phảI đảm bảo rằng các khách hàng trả nhiều tiền hơn sẽ có độ ưu tiên cao hơn những traffic giá thấp. Chọn lựa giao thức lớp 2 đảm bảo QoS là rất quan trọng sao cho các nhà cung cấp dịch vụ có phương tiện để phân loại các dich vụ khác nhau và tính tiền các dịch vụ tương ứng. Trong một vài ứng dụng voice/video ta cần độ delay thấp và khả năng hỗ trợ các giao thức lớp cao như TCP. Nói cách khác, ta cần một phương thức để thông báo cho lớp network loạI traffic mà ta đang dùng và làm thế nào để quản lý nó. VớI các yêu cầu này, ATM là một chọn lựa rõ ràng nhất.