Đồ án Quá trình phát triển của công nghệ đường dây thuê bao số xDSL

a các hệ thống FDD và ECC. Cuối cùng ATU-C chỉ phát đi một trong số đó gọi là C-ACK để quyết định bên nào làm chủ. Thường thì ATU-C làm đồng hồ chủ còn ATU-R bám theo vì điều này thuận lợi trong thực tế. Sau khi xác nhận ATU-C lại về trận thái chờ (C-QUIET2) R-ACK 1/2 từ ATU-R, sẽ có 1 trong các khả năng sau: - Pha tiếp theo: Huấn luyện bộ thu phát (nếu nhận được R-ACK). - C- ACK: Nếu không nhận được R-ACK. - C- QUITE: Nếu ATU không nhận được R-ACK và đã trở về C-ACT hai lần. R-ACKI và R-ACK xác định các khoảng thời gian tùy chọn khác nhau cho ATU-R ở trạng thái chờ trước khi sang giai đoạn tiếp theo. Phương thức G.994.1 về cơ bản cũng giống như phương thức trên. Tuy nhiên G.994.1 xác định các chức năng để bảo đảm sự tương thích giữa 2 phương thức kích hoạt: Đầu thu của ATU-C giám sát sự xuất hiện của R-ATC-REQ (cho biết ATU-R đang muốn sử dụng T1.413i2). Đầu thu của ATU-R giám sát C-ATC1-4 và C-TONE. Phía đầu thu của ATU-R thực hiện luân phiên giữa G.994.1 và T1.413i2 như sau: Phát R-TONE-REQ trong 2 giây (báo hiệu sử dụng G.994.1). - Ngừng phát trong 100ms. - Phát R-ACK-REQ trong 2 giây (báo hiệu sử dụng T1.413i2). - Ngừng phát trong 100ms. Lặp lại chu trình từ phát R-TONE-REQ Huấn luyện bộ thu phát: Trong tiến trình này, ATU-C và ATU-R gửi các tín hiệu mà cho phép xác định trạng thái đường dây và điều chỉnh cân bằng đầu thu của chúng. Việc huấn luyện bộ thu phát cũng cho phép xác định ADSL hoạt động theo chế độ ghép kênh phân chia theo tần số FDM hay triệt tiếng vọng EC. Các âm tín hiệu sau đây được sử dụng trong giai đoạn này là: R/C- REVERB và R/C-SEGUE. Sự đồng bộ của quá trình huấn luyện 2 chiều bắt đầu bằng việc phát tín hiệu R-REVERB1 từ ATU-R. Sau đó ATU-C có thể thực hiện: - Đo công suất phát ở hướng lên để điều chỉnh công suất phát hướng xuống. - Tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại của bộ thu - Đồng bộ bộ thu và huấn luyện cân chỉnh (Equallizer) - Phân tích truyền kênh: thông tin trao đổi giữa các modem trên đường lên và đường xuống các kênh mang yêu cầu kết nối, thời gian chở tuyến của chúng cũng được đưa vào, và băng thông trên mỗi kênh cũng được đòi hỏi. Sau đó các modem thực hiện kiểm tra xác định chất lượng mạch vòng và tỷ số SNR cho mỗi âm DMT 4 KHz. Âm tín hiệu sau đây được sử dụng trong khi phân tích kênh đó là MEDLY . Trao đổi: tập hợp các thông tin về chất lượng kết nối và cấu hình theo yêu cầu, các modem định hình lại bản thân chúng và trao đổi thông tin về cấu hình của chúng. Việc chỉ định băng thông để yêu cầu kênh mang sẽ được ấn định, các âm DMT cụ thể về lượng dữ liệu mã hóa trong mỗi âm được chỉ ra và ấn định. Việc kết nối và kiểm tra trên cả hai hướng, mỗi modem sẽ thông báo với đầu bên kia rằng nó đã sẵn sàng để nhập thông tin. Các âm tín hiệu sử dụng trong giai đoạn này là: R/C REVERB và R/C-SEGUE. 2.3. ATM trên ADSL( ATM OVER ADSL) Công nghệ ADSL cung cấp một đường truyền khá lý tưởng cho dịch vụ Internet tốc độ cao, các dịch vụ băng rộng. Tuy Internet là một hình thức dịch vụ tốt cho các thuê bao ADSL, không phải tất cả các loại thông tin băng rộng đều ở dạng TCP/IP. Với chất lượng dịch vụ (QoS-Quality of Service) đảm bảo với trễ nhỏ và ổn định cũng như băng tần rộng, ATM hiện đang được coi là phương án tối ưu cho các đường truyền ADSL. Một yếu tố nữa góp phần vào sự biến đổi của phương thức ATM trên ADSL là việc có rất nhiều mạng backbone số liệu trên thế giới đang sử dụng ATM. Để thực hiện việc này, một số tiêu chuẩn cần phải được đưa ra nhằm cung cấp các mô hình tham khảo cho các nhà sản xuất cung như những nhà cung cấp và khai thác dịch vụ viễn thông. Mới đây, diễn đàn ADSL đã đưa ra các thông báo kỹ thuật "khuyến nghị về ATM trên ADSL" và "Cấu trúc dịch vụ băng rộng cho việc truy nhập mạng dữ liệu qua ADSL" với các khuyến nghị về phương thức xây dựng mạng ADSL cho dịch vụ ATM. Mô hình tham chiếu ADSL với chế độ phân phối ATM được thể hiện trên hình sau: Hình 2.26 Mô hình tham chiếu ADSL với chế độ phân phối ATM Trong mô hình trên, mode truy nhập mạng (An-Acess Node) đóng vai trò như một bộ dồn-phân kênh/bộ tập trung giữa ATM core network và phần mạng truy nhập. Trong chiều xuống, AN có chức năng phân kênh/ định tuyến, trong khi trên chiều truyền lên, nó có thể thực hiện chức năng dồn kênh/ tập trung và các chức năng năng cấp cao khác. Node truy nhập chứa một thiết bị giao diện Core Network (Core network interface element) thực hiện các chức năng ở lớp vật lý và lớp ATM nhằm giao tiếp node truy nhập mạng và ATM core network. Khối chuyển đổi VPI/VCI và chức năng lớp cao hơn (VPI/VCI translation and higher-layer function) thực hiện việc dồn/ phân kênh các kênh ảo VC giữa thiết bị giao diện truy mạng truy nhập (ATU-C) và thiết bị giao diện Core Network dựa trên các kênh ảo VCI (Virtual Channel Indentifier) và nhận dạng đường ảo VPI (Virtual Path Indentifier). Khối này ngoài ra còn thực hiện những chức năng của các giao thức cấp cao hơn. Đầu tiên là các chức năng của lớp ATM về phía mạng truy nhập nếu có nhằm hỗ trợ cho các ATU-C kết cuối mạng truy nhập trên node truy nhập mạng. Nếu như ATU-C cho phép sử dụng cả hai chế độ dữ liệu nhanh và dữ liệu chậm, cả hai chức năng của phân nhóm hội tụ truyền dẫn ATM (ATM TC-ATM Transmission Convergence sublayre) cần phải được AN hỗ trợ. Các chức năng quản lý lưu lượng cũng được thực hiện trên AN để hỗ trợ cho việc đồng bộ tốc độ giữa hai giao diện V và U. Khối thiết bị cuối mạng băng rộng (B-NT Broadband Network Termination) thực thi những chức năng kết cuối tín hiệu ADSL tới nhà thuê bao qua đường dây cáp đồng và cung cấp giao diện T, S hay R cho mạng phân bổ dữ liệu ở phía nhà thuê bao (PDN) hay thiết bị đầu cuối (TE). Giao diện này có thể không tồn tại nếu khối chức năng này được kết hợp vào trong PDN/thiết bị đầu cuối ATU-R trong khối B-NT làm nhiệm vụ kết cuối/khởi phát đường dây truyền dẫn và đảm nhiệm chức năng TC-F-Phân nhóm hội tụ truyền dẫn ATM cho dữ liệu nhanh (ATM Transmission Convergence sublayer for Fast Data) và/hoặc TC-I Phân nhóm hội tụ truyền dẫn ATM cho dữ liệu nhanh chậm (ATM Transmission Convergence sublayer for Interleaved Data ) trong ATU-R. B-NT có thể gồm cả các chức năng dồn/ phân kênh các kênh ảo (VC) giữa ATU-R và thiết bị giao diện PDN/TE dựa trên các nhận dạng kênh ảo (VCI) và nhận dạng đường ảo (VPI). Thiết bị giao diện PDN/TE nếu có thực hiện các chức năng lớp vật lý và lớp ATM để giao tiếp B-NT với PDN/TE. Các chức năng quản lý lưu lượng cũng được thực hiện để hỗ trợ cho việc đồng bộ tốc độ giữa giao diện U và T, S hay R. Giao diện V kết nối ATM Core Network với node truy nhập mạng. Trong node truy nhập mạng, giao diện logic có tên là V-C như được định nghĩa trong tiêu chuẩn T1.413 kết nối các chức năng ATU-C với các chức năng thuộc lớp ATM (hình 2.27). Trên hình này, PDM là lớp thích ứng môi trường vật lý (ATM Physical Medium Dependent sublayer) là phân lớp nằm ngay trên môi trường vật lý. Hình 2.27 Cấu trúc phân lớp ADSL cho ứng dụng ATM Giao diện U kết nối các ATU-R trong B-NT ở phía nhà thuê bao với các ATU-C tương ứng trong node truy nhập mạng. Giao diện T hay S nếu có kết nối khối thiết bị đầu cuối mạng (B-NT) tới mạng phân bổ dữ liệu ở phía nhà thuê bao (non-ATM PDN) hay thiết bị đầu cuối (TE). Để truyền dẫn các tế bào ATM theo các kênh ảo VC và đường ảo VP một yêu cầu đặt ra là đường truyền cần phải có ít nhất một kênh truyền lên và một kênh truyền xuống. Với hai phương thức: dữ liệu nhanh trễ nhỏ nhưng tỷ lệ lỗi lớn và dữ liệu chậm thì trễ lớn và lỗi thấp, có ba cấp độ trễ (latency class) được định nghĩa theo các chuẩn ANSI T1.413 và ITU G.992.1: Trễ đơn, không cần thiết phải giống hệt nhau trên hai hướng. Trễ kép trên đường truyền xuống, trễ đơn trên đường truyền lên. Trễ kép trên cả hai hướng. Trong chuyển vận ADSL dùng cho ATM, tất cả các modem đều sử dung kênh ATM0 (tức là kênh mang AS0 theo chiều truyền lên và LS0 theo chiều truyền xuống) cho trễ đơn. Kênh ATM1 (tức là kênh mang AS1 theo chiều truyền lên và LS1 theo chiều truyền xuống) được dùng làm kênh thứ hai trong trường hợp trễ kép. Phương thức chuyển vận ATM trên ADSL còn được tổ chức để đáp ứng với những yêu cầu của việc thay đổi thích ứng với yêu cầu sử dụng cũng như điều kiện đường truyền. Biện pháp đầu tiên là tái phân chia tốc độ động (DRR-Dynamic Rate Repartioning). Đây là chức năng riêng biệt của ADSL nhằm tái phân bổ băng tần giữa các kênh dữ liệu nhanh và dữ liệu chậm. Tổng băng tần của đường truyền không hề thay đổi trong quá trình điều chỉnh DRR này. Việc tái phân chia tốc độ động có thể làm gián đoạn dịch vụ không quá 125 ms theo tiêu chuẩn ITU.G.992.1. Thiết bị đầu cuối mạng có thể có ảnh hưởng đến quá trình DRR trong giai đoạn thiết lập VC nhưng toàn bộ quá trình lại được điều khiển bởi Node truy cập mạng (AN). Để thực hiện chức năng tốc độ đáp ứng với chất lượng đường truyền phương thức ATM trên ADSL sử dụng phương thức thay đổi tốc độ động (DRC-Dynamic Rate Change). Nói chung dung lượng truyền ADSL có thể chia làm hai thành phần: Phân đảm bảo và phần không được đảm bảo. Phần không được đảm bảo sẽ có thể được thay đổi nhờ DRC. Nếu như khả năng tốc độ đường truyền nằm dưới tốc độ cần được bảo đảm, node truy nhập mạng sẽ ra một thông báo lỗi kết nối. Trong khi đó đường kết nối vẫn tiếp tục hoạt động ở tốc độ có thể đảm bảo các chức năng quản lý mạng và trong một số trường hợp cung cấp thêm một phần dịch vụ. Nhờ các biện pháp trên và các tính chất đặc trưng của ADSL, các tiêu chí về chất lượng dịch vụ (QoS) như tốc độ số liệu, tỷ lệ lỗi, trễ và khả năng quản lý lưu lượng cho ATM trên ADSL được hoàn toàn đảm bảo. Chính vì vậy ADSL được coi là phương án khả thi nhất cho việc cung cấp dịch vụ ATM tới các thuê bao, thay vì việc đa đường dây cáp quang tới gần nhà thuê bao trong các công nghệ FTTx. 2.4. Hiện trạng chuẩn hóa ADSL Để triển khai ADSL trên một thị trường rộng lớn cần đưa ra một tiêu chuẩn chung để modem của các hãng sản xuất làm việc tương thích với nhau. Tổ chức viễn thông quốc tế ITU đã đưa ra các tiêu chuẩn modem tổng thể ở tầng vật lý. Cùng tham gia với ITU là những nhóm tiêu chuẩn khác rất quan trọng như Viện tiêu chuẩn quốc gia Mĩ , ANSI và Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu ETSI. Ngoài ra còn có các nhóm làm việc như T1E1.4, diễn đàn ADSL (ADSL forum) và nhóm hoạt động chung ADSL UAWG. T1El.4 ( ei4home.htm) là một nhóm thành viên của tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc gia Mỹ (ANSI) chuyên trách trong việc phát triển các tiêu chuẩn và các báo cáo kỹ thuật về các kỹ thuật truyền, các giao diện người sử dụng, chức năng giao diện cho các dịch vụ truyền dẫn ADSL. Đây chính là tổ chức soạn thảo chuẩn Tl.413 cho ADSL vào năm 1995. Cuộc họp mới nhất của T1E1.4 cho tới thời điểm này được tổ chức vào tháng 1.1999 nhằm đưa ra bản thứ hai của chuẩn Tl.413. So với bản thứ nhất, bản thứ hai này sẽ tập trung kỹ hơn vào các vấn đề như các lớp hội tụ truyền dẫn ATM và STM, mật đổ phổ công suất PSD. Ngoài ra, các phụ lục với định nghĩa chi tiết về ADSL-NEXT, bộ lọc thông thấp POTS, phân lớp hội tụ truyền dẫn ATM và phương thức thích ứng tốc độ on-line sẽ được thêm vào bản T1.413 lần này. Mặc dù đây là các khuyến nghị không bắt buộc nhưng với sự hậu thuẫn từ phía khách hàng, ITU-T và nhu cầu về chuẩn, tuyệt đại đa số các nhà sản xuất đều tuân thủ theo các tiêu chuẩn này của T1E1.4. Diễn đàn ADSL-ADSL Forum ( ra đời vào cuối năm 1994 với mục đích hỗ trợ các công ty điện thoại và các nhà cung cấp thiết bị trong việc hiện thực hóa khả năng to lớn của công nghệ ADSL. Cho tới thời điểm nay diễn đàn ADSL hiện có 178 thành viên đầy đủ và 86 quan sát viên gồm hầu hết những nhà sản xuất thiết bị, tích hợp hệ thống, khai thác dịch vụ ADSL lớn trên toàn thế giới. Các hoạt động của diễn đàn ADSL bao gồm hai lĩnh vực : trợ giúp về kỹ thuật và các chiến lược marketting cho các thành viên của mình. Các chỉ dẫn về mặt kỹ thuật bao gồm các báo cáo kỹ thuật (TR-Techincal Report) nhằm giải quyết những vấn đề kỹ thuật một cách cụ thể để bổ sung các kết quả của các tổ chức chuẩn hóa. Cho tới tháng 9/1999, 19 báo cáo kỹ thuật của diễn đàn ADSL đã được thông qua. Ngoài ra những thông tin marketting, các báo cáo nghiên cứu thị trường và các chiến lược kinh doanh chung cũng được diễn đàn đưa ra cho các thành viên hợp tác thực hiện. Nhờ những hoạt động này, diễn đàn ADSL đã góp một phần đáng kể vào việc nâng cao tính cạnh tranh của công nghệ ADSL. Tổ chức viễn thông quốc tế ITU (htttp://www.itu.int/itudoc/itu-t.html) bắt đầu các hoạt động có liên quan tới công nghệ ADSL từ cuối năm 1996. Vào giữa năm 1997 , nhóm nghiên cứu Q4/15 đã ra đời nhằm thúc đẩy sự phát triển của công nghệ ADSL và đưa ra những tiêu chuẩn chung cho công nghệ này. Trong phiên họp tháng 3/1997, nhóm thông báo ITU-T Q4/15 đã chính thức chấp nhận tiêu chuẩn T1.413 và đưa ra khuyến nghị G.994. 1 cho công nghệ ADSL thông thường (G.hs). Mới đây của nhóm đã họp vào tháng 10/1998 để đưa ra một phiên bản đề nghị thông qua tiêu chuẩn F.994.2 (hay còn gọi là G.lite) cho công nghệ ADSL.lite, một dạng đơn giản hóa với thông lượng truyền thấp hơn của ADSL. Các vấn đề được đề cập trong tài liệu là chế độ rỗi (idle mode) và việc tiết kiệm công suất, tính hoạt động tương thích của thiết bị. Ngoài ra trong cuộc họp này, quá trình bắt tay (hand shake) của các thiết bị ADSL thông thường cũng được đề cập. Nhóm hoạt động chung ADSL ( được thành lập vào năm 1998 với sự thúc đẩy của hãng Compaq, Intel và Microsoft nhằm tăng tốc sự phát triển và ứng dụng ADSL. Đứng đằng sau tổ chức này còn có 13 công ty viễn thông lớn của Anh, Pháp, Đức, Nhật, Singapore và Mỹ. Ngoài ra, còn có 116 hãng viễn thông trên toàn thế giới đứng ra như những tổ chức hỗ trợ cho UAWG. Đây cũng được coi như là tuyên bố hỗ trợ chính thức từ các nhà sản xuất phần cứng cũng như phần mềm máy vi tính và các nhà khai thác dịch vụ cho công nghệ này. Tháng 9-1998, một tài liệu khung về tổ chức mạch vòng thuê bao, các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng và phương thức kiểm tra, đánh giá đường truyền. Tài liệu thứ hai được thông qua đưa ra các mô hình nhiễu, phương thức kiểm tra đường truyền và cấu hình đi dây trong nhà khác nhau phù hợp với tình trạng chung của Mỹ, Châu âu và Nhật Bản. Các thành viên của UAWG còn tham gia trực tiếp vào những thử nghiệm đo đạc trở kháng dây trong nhà và mức độ nhiễu để có được những kinh nghiệm cụ thể về môi trường truyền dẫn trong nhà thuê bao. 2.5. Các ưu điểm của công nghệ ADSL Công nghệ ADSL có những ưu điểm đáng kể nhìn từ phía người sử dụng cũng như nhà cung cấp dịch vụ: - ADSL cho phép các công ty điện thoại sử dụng hơn 750 triệu đường dây điện thoại hiện có để cung cấp các dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao, các mạng công ty và các dịch vụ trực tuyến khác với mức giá chấp nhận được trên đường dây cáp xoắn điện thoại thông thường. - Dịch vụ ADSL không yêu cầu thay đổi cấu trúc của mạng thoại thông thường như trong dịch vụ ISDN, như vậy tiết kiệm được chi phí và thời gian nâng cấp thiết bị chuyển mạch và mạng để cung cấp các dịch vụ. - ADSL cung cấp khả năng sử dụng các dịch vụ mới có yêu cầu truyền thông đa phương tiện tương tác, thời gian thực cũng như dịch vụ video chất lượng tương đương với truyền hình quảng bá. Các ứng dụng này bao gồm điện toán tương hỗ (collaborative computing), hội thảo truyền hình (video- conferening), giáo dục từ xa (distant leaming) và video theo yêu cầu (video- on demand). - Ngành công nghiệp sản xuất linh kiện và thiết bị ADSL đang nhanh chóng hội tụ về các tiêu chuẩn chung, đảm bảo tính hoạt động tương thích và mang lại một thí trường lớn và tập trung cho các nhà cung cấp thiết bị và khai thác dịch vụ. - ADSL cho phép cung cấp dịch vụ với tốc độ đảm bảo hay thay đổi tùy theo chất lượng đường truyền ở mức: nhanh hơn modem tương tự 56kb/s 100 lần. - Cả các nhà thuê bao doanh nghiệp hay nhà thuê bao riêng trên toàn thế giới đã sử dụng hầu hết các đường dây dự phòng của các mạng dây điện thoại sẵn có ADSL cho phép cung cấp dịch vụ số liệu nới đồng thời vẫn đảm bảo dịch vụ thoại trên cùng đường dây đó, nâng cao hiệu quả sử dụng mạng hiện có. - ADSL cung cấp khả năng thiết lập các kênh truyền riêng đảm bảo giữa các nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng với những ưu điểm nổi bật so với công nghệ khác. - ADSL kết nối như một đường dây điện thoại thông thường, không có trường hợp dây bị bận và đường dây được sử dụng duy nhất cho thuê bao, do đó đảm bảo tính bảo mật của thông tin. - Tốc độ của đường dây không thay đổi khi có một thuê bao khác truy nhập vào mạng. - Hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ lớn trên thế giới đã tiến hành thứ nghiệm và kết luận công nghệ hoàn toàn khả thi. Hiện nay, các nhà khai thác dịch vụ đã xúc tiến cung cấp dịch vụ khắp nơi trên toàn thế giới. Để hỗ trợ cho thị trường này, các nhà sản xuất thiết bị đã cho ra đời các linh kiện và thiết bị thế hệ mới với tính năng tốt hơn và giá thành thấp hơn. - Các mạng ADSL rất thích hợp cho việc truyền tải thông tin ATM, do đó đảm bảo đầu tư cho ADSL trong tương lai. - ADSL không yêu cầu đầu tư mới, mở rộng phần mạng ngoại vi, giảm đáng kể đầu tư ban đầu. Chương 3 triển khai adsl trên mạng wan Các chương trước chủ yếu tìm hiểu về nguyên lý của công nghệ ADSL, về bản chất có thể thấy ADSL chính là một công nghệ truyền số liệu băng rộng mới hoạt động ở lớp vật lý nhằm cung cấp những đường truyền lớn cho mạng viễn thông hiện đại. Chương này sẽ trình bày về kiến trúc của mạng cũng như các dịch vụ chất lượng cao được cung cấp bởi ADSL. 3.1. Kiến trúc mạng ADSL tiêu chuẩn Kiến trúc mạng ADSL chuẩn nhất được chia làm 3 lớp. đây là một kiến trúc thường được dùng khi xem xét, phân tích các lớp khác nhau trong một môi trường mạng ADSL … theo mô hình này các thiết bị ADSL, từ xa hay còn gọi là các thiết bị phía khách hàng CPE (Customer Premieses Equipment) được gọi là lớp người dùng dịch vụ SU (service user) trong kiến trúc mạng. Thiết bị DSLAM (DSL Access multiplexer) và các thiết bị Layer 2 khác thường được đặt tại center office gọi là lớp nhà cung cấp truy cập mạng ANP (Network service Provider) trong kiến trúc mạng. Mạng khi nhập và bất kỳ các thiết bị layer 3 khác gọi là lớp nhà cung cấp dịch vụ mạng NSP (Network service Provider) trong kiến trúc mạng. Kiến trúc này là kiến trúc cơ bản trong việc triển khai mạng DSL từ nhỏ tới cực lớn. Hình 3.1.kiến trúc mạng DSL tổng thể 3.1.1.Service user (SU): Lớp SU trong mạng DSL thông thường là lớp gồm nhiều thiết bị khác nhau nhất và cũng là lớp khó điều khiển nhất từ các nhà cung cấp dịch vụ. SU được thiết lập bằng việc kết nối cáp vật lý từ CO (Central office) đến thuê bao hay còn gọi là kết nối từ CPE đến mạng. Local loop có thể kết nối trực tiếp đến một PC DSL thông qua card mạng (NIC). CPE cũng có thể là các DSL modem hoặc Router. Một trong những thiết bị được chuẩn hoá là ATU-R, dùng để đảm bảo sự tương thích giữa SU và các lớp khác của mạng DSL. ATU-R ở phía SU phải có một giao tiếp chuẩn để kết nối NAP, thiết bị hỗ trợ giao tiếp tương ứng này ở phía NAP gọi là ATU-C. 3.1.2.Network Access Provider (NAP): Lớp NAP trong kiến trúc mạng DSL chuẩn được biết như một mạng trung gian giữa thuê bao (subcriber) và các dịch vụ mạng ( Network services). Thông thường lớp này gồm các thiết bị cung cấp chức năng layer 2, tuy nhiên các thiết bị tại NAP hoàn toàn có thể đáp ứng các dịch vụ layer3. Thiết bị chủ yếu được tìm thấy trong lớp NAP là thiết bị DSLAM (DSL- access multiplexer). DSLAM kết nối trực tiếp đến cáp local loop thông qua giao tiếp ATU-C ( thông thường được tích hợp sẵn trong DSLAM). Phía bên kia của DSLAM là một kết nối tốc độ cao trong mạng NAP (hoặc cũng có thể là mạng NSP). Các DSLAM gồm nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, tuy nhiên mục đích chính của nó là tập hợp tất cả các kết nối thuê bao trực thuộc vào trong một đường kết nối tốc độ cao. Mặc dù có thể có rất nhiều loại thiết bị tại lớp NAP nhưng DSLAM là thiết bị chủ yếu nhất và bắt buộc phải có trong kiến trúc mạng DSL. Tuy nhiên, ngoài công nghệ truy nhập băng rộng DSL – DSLAM thì trên thế giới hiện nay còn tồn tại một số công nghệ truy nhập băng rộng khác với một số tính năng khác với công nghệ DSL. Thông thường ở lớp NAP tồn tại một thiết bị tập trung aggregation. Thiết bị này có thể đặt bên cạnh DSLAM hoặc có thể được nối với DSLAM tại các CO qua các kết nối WAN (thông thường là ATM WAN). Chức năng chính của thiết bị này là tập hợp các kết nối PPP hoặc Bridged lại với nhau sau đó thiết lập một đường hầm (Tunneling) hoặc định tuyến đến mạng lớp NSP. 3.1.3. Network service Provider (NSP): NSP là đích đến cuối cùng của các thuê bao, có thể là kết nối đến một ISP Internet hoặc kết nối VPN (Vitual private network) đến một mạng riêng enterprise. Lớp NSP cũng có thể kết hợp chung với NAP tuy nhiên lớp NSP này thường là do một Công ty khác xây dựng, họ thuê lại các dịch vụ vận chuyển từ lớp NAP để cung cấp dịch vụ. NSP thông thường là một kiến trúc mạng trục layer 3 bao gồm một vài kết nối tốc độ cao kết nối đến NAP. Yêu cầu cơ bản trong kiến trúc của lớp NSP là bao gồm một vài thiết bị có khả năng kết nối đến NAP nhằm mục đích kết cuối (Terminating) các dữ liệu đường hầm (Tuneled) hoặc kết cuối các dữ liệu định tuyến (Routed) từ các thuê bao DSL. 3.1.4.Vai trò của PCE: Như đã đề cập ở trên, CPE có thể chỉ đơn giản là một Card mạng (NIC) trong một PC hoặc một thiết bị phức tạp hơn như một Router đa thủ tục. Việc lựa chọn thiết bị CPE phần lớn tuỳ thuộc vào kiểu tốc độ DSL được cung cấp bởi nhà cung cấp dịch vụ và tuỳ thuộc vào ứng dụng của thuê bao. Một PC – NIC có thể là một lựa chọn rẻ nhất cho các thuê bao muốn kết nối từ một văn phòng gồm nhiều Workstation đến một mạng hoặc mạng Internet. Một yếu tố khác của việc lựa chọn thiết bị CPE là phương pháp vận chuyển được dùng để kết nối đến mạng và cuối cùng là đến NSP. Phương pháp đơn giản và rẻ tiền nhất của CPE sử dụng là bắc cầu (Bridge) dữ liệu thuê bao vào trong mạng DSL. Một phương pháp bắc cầu cao cấp khác sử dụng trong môi trường DSL là RBE (Routed Bridege Encapsulation). Một phương pháp khác tương tự như phương pháp quay số Dialup trong Modem thoại cổ điển là phương pháp bao bọc PPP – Encapssulation tạo đường ngầm truyền dưc liệu thuê bao đi xuyên qua mạng DSL để kết thúc tại mạng nhà cung cấp dịch vụ. Phương pháp này thường được sử dụng vì nó đã quen thuộc với người dùng Dialup trước đây. Chi tiết về các hình thức chuyển vận được mô tả chi tiết ở phần sau. 3.1.5.Vai trò của DSLAM: Vì DSLAM kết nối trực tiếp đến Local loop, ngoài ra vì khoảng cách bị giới hạn của các loop trong công nghệ DSL nên các DSLAM thường được đặt tại các CO (Central office). DSLAM là thiết bị single – point of failure cho một số lượng lớn của khách hàng trực thuộc. DSLAM cũng thường được đặt trong nhữngkhu vực CO không có người quản lý. Tất cả các lý do đó buộc các nhà sản xuất DSLAM phải chế tạo ra các thiết bị có khả năng chịu lỗi rất cao để giảm thiểu các sự cố hệ thống mạng. DSLAM không phải là một Router hay ATM Switch, DSLAM chỉ là một ghép kênh (Multiplexer) dùng để tập hợp các nguồn bits từ các kênh thuê bao vào trong luồng bits tổng sau đó truyền đến mạng NAP. Một số nhà cung cấp DSLAM chế tạo các DSLAM bao gồm cả chức năng Routing hoặc Switching, các thiết bị như vậy thường được gọi là các DSLAM thông minh hay các DSLAM có khả năng truyền mạch. ở phía thuê bao, DSLAM có thể hỗ trợ nhiều loại DSL trên cùng một Box, với số lượng cổng khác nhau, các DSLAM trên thị trường hiện nay có thể cung cấp từ 1000 kế nối. ở phía mạng, DSLAM có thể hỗ trợ nhiều phương pháp vận dụng tốc độ cao khác nhau mà tiêu biểu là các giao tiếp ATM SONET/SDH và các doa tiếp 10/100 Mb Ethernet. Một số DSLAM cũng hỗ trợ cả các giao tiếp T1/ E1, T3/E3 và HSSI. 3.1.6.Vai trò của aggregator: Nếu như vai trò của DSLAM là tập hợp tất cả các kết nối Local Loop vào trong một đường ống tốc độ cao của aggregator là tập hợp tất cả các kết nối logic vào trong một điểm logic, điều này có nghĩa aggregator là tập hợp và vận chuyển các kết nối PPP và đồng thời nó cũng làm nhiệm vụ tập hợp các kết nối bắc cầu (Bridge connection). Về cơ bản, mỗi thuê bao có một kết nối PPP, tuy nhiên số lượng các phiên PPP không bao giờ bị giới hạn trên một đườn kế nối DSL. Với đặc tính này cho phép nhiều khách hàng khác nhau trong cùng một văn phòng có thể chia sẻ một đường kết nối DSL duy nhất trong khi vẫn có thể kết nối đến NAP với các thông tin cá nhân riêng biệt (do đó có thể theo dõi và tính cước từng khách hàng riêng biệt nhau từ cùng một đường kết nối DSL duy nhất đó). Việc tập hợp các PPP có thể thực hiện ở nhiều khu vực khác nhau trên mạng NAP hoặc NSP. Điểm tập hợp PPP (hay thiết bị aggregator) tiêu biểu thường đặt tại khu vực ở cách xa DSLAM và được kết nối đến các DSLAM qua mạng diện rộng. Các kết nối PPP này được bao bọc trong các mạch ảo ATM, sau đó các kết nối PPP này xác thực cấp phép và được kết cuối ở các thiết bị làm chức năng aggregation. Thiết bị được dùng làm chức năng aggregation này được gọi là aggregator. Nó có thể là một router chất lượng cao hoặc một thiết bị mạng được thiết kế chuyên dụng cho việc tập hợp băng rộng. Aggregator có thể thực hiện việc xác thực (Authentication) cấp phép (Authorization) và tính toán (Accounting) bởi một RADIUS hoặc TACACS Server lưu trữ cơ sở dữ liệu thông tin khách hàng. Khi phiên PPP kết thúc tại Aggregator, quá trình tập hợp có một số lựa chọn để xử lý dữ liệu bên trong. Aggregator thể lựa chọn luồng dữ liệu IP được bao bọc trong phiên PPP như một đỉa chỉ IP bình thường và thực hiện định tuyến dữ liệu. Tuy nhiên một phương pháp phổ biến nhất là tạo đường hầm (Tunel) để chuyển tải các khung dữ liệu IP đến một vị trí khác. Phương pháp tạo đường hầm (Tunel) để truyền tải các khung dữ liệu IP đến một vị trí khác. Phương pháp này sẽ dùng các kết nối L2TP (Layer 2 Tunenling- Protocol) hoặc GRE (Generic Router Encapsulation) để kết nối đến một thiết bị trong lớp trong NSP. Việc tạo đường hầm đi đến NSP nào (trong trường hợp có nhiều NSP) có thể được xác nhận dựa trên sự thoả thuận trong lúc thiết lập các PPP. 3.1.7.Mô hình phân lớp ADSL: Hình 3.2 mô hình phân lớp ADSL Lõi của mạng DSL là mạng ATM. Mục tiêu cuối cùng của DSL là cung cấp một kết nối tổng hợp để chuyển vận Voice,Video cũng như data đến thuê bao. ATM cũng đã được thiết kế để vận chuyển các kiểu ứng dụng trên và nó đã là một công nghệ vận chuyển được lựa chọn tất yếu cho DSL. Cơ chế phụ thuộc kết nối (connection-oriented) của các mạch ảo ATM dẫn tới ý tưởng tạo đường hầm Tunel cho thuê bao đi xuyên qua NAP để kết thúc ở một hay nhiều NSP. Do các yếu tố trên nên ATM được dùng ở rất nhiều lớp trong kiến trúc DSL để vận chuyển dữ liệu thuê bao đến NSP. Hiện tại DSL sử dụng cơ chế bao bọc AAL5 encapsulation của ATM để vận chuyển dữ liệu. Trong tương lai có thể sử dụng các hình thức bao bọc khác như AAL5 encapsulation để hỗ trợ cho việc vận chuyển dữ liệu Voice và Video qua DSL. PPP và L2TP: Các nhà cung cấp dịch vụ cung cấp dịch vụ ATM đến khách hàng qua DSL đang rất phát triển. ATM được dùng để chuyên chở đa dịch vụ của DSL. ATM cung cấp QoS để đảm bảo thông tin thuê bao và bảo quản các khung ATM xuyên suốt trên mạng DSL. Điều này làm đơn giản hơn trong việc thiết kế các DSLAM và các phần cứng khác và không phải thiết kế thực hiện việc chuyển đổi thủ tục. Một hạn chế trong ATM là các thuê bao thông thường là các PC không có khả năng làm việc với các dịch vụ ATM. Một giải pháp thường được sử dụng là trước hết bao bọc các gói IP vào trong các khung PPP và sau đó bao bọc vào trong ATM, các PPP client có thể được thực hiện tại PC và các PPP client này cũng được chuẩn hoá và tích hợp trong các thiết bị DSL của các nhà sản xuất. Điểm mạnh đằng sau việc bao bọc PPP encapsulation là cho phép triển khai các dịch vụ PPP nhận xác thực (Authentication). Tổ chức ADSL Forum lựa chọn PPP over ATM như một phương pháp chuẩn để kết nối thuê bao đến các tài nguyên trong mạng DSL. Sự hiện diện của PPP trong luồng dữ liệu DSL cho phép tạo ra các cơ chế thông minh cho các user trên toàn mạng.Ví dụ như khi thuê bao truy nhâp vào trong mạng với phần mềm PPP client của nó thì thông tin về user name và password của PPP client này sẽ xác định được NSP nào mà chúng được phép kết nối đến chất lượng QoS nào mà chúng có được trên mạng và các dịch vụ nào mà chúng có thể truy nhập trong mạng NSP. Một chuẩn khác cũng được sử dụng là L2TP (Layer 2 Tuneling- Protocol). Đây là một chuẩn hoá của IETF cho VPN , nó cho phép tạo ra các mạng riêng qua mạng công cộng thông qua cơ chế sử dụng các đường hầm (Tunnel). L2TP được thực hiện tại các ISP để cung cấp các các kết nối Point-to-Point, an ninh qua các đường hầm trong mạng IP-based network. Mặc dù IP là thủ tục chính được hỗ trợ bởi L2TP cũng cho phép các dữ liệu khác (ngoài dữ liệu IP) được vận chuyển qua các đường hầm. Với L2TP đoạn truy nhập từ các người dùng đầu cuối vào ISP sẽ không được an ninh, từ ISP sẽ đảm đương trách nhiệm mã hoá và giải mã các đường ngầm ở hai đầu. Trong kiến trúc DSL ,điều này có nghĩa rằng thông tin từ thuê bao đến NAP là dữ liệu không được mã hoá. Một khi dữ liệu đi vào các đường hầm L2TP thì nó mới được mã hoá để vận chuyển đi đến các NSP. 3.2. Kiến trúc dịch vụ ADSL Kiến trúc dịch vụ End-to-End ADSL tiêu biểu được mô tả trong hình sau. Nó bao gồm customer premises equipment (CPE) và các thiết bị hỗ trợ ADSL tại point of Presence(POP). NAPs quản lý mạng lõi Layer 2 trong khi dó NSPs quản lý mạng lõi Layer 3. Các vai trò này được phân chia quản lý tại các imcumbent local exchange carrier (ILEC), competive local- exchange carrier (CLEC) và các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP). Trong tương lai áp lực thị trường sẽ bắt buộc định nghĩa lại mối quan hệ hiện tại của các nhà cung cấp dịch vụ ADSL, cụ thể lúc đó một số nhà cung cấp NAP có thể phát triển thêm các khả năng Layer 3 hoặc có khả năng mở rộng cung cấp các dịch vụ qua mạng lõi. Hình 3.3 kiến trúc dịch vụ ADSL CPE có thể là các PC hoặc workstation, ATU-R hoặc Router. Ví dụ như một khách hàng nhà riêng có thể sử dụng một PC đơn với một giao tiếp Ethernet hay giao tiếp Universal Serial Bus (USB) để kết nối đến một ATU-R bên ngoài. Ngược lại, đối với khách hàng là các công ty thương mại thường kết nối nhiều PC từ các user đầu cuối vào một router với ADSL modem tích hợp hoặc một Router và một ATU-R bên ngoài. Tại ADSL POP, NAP triển khai một hoặc nhiều thiết bị DSLAM kết nối cáp đồng nội hạt giữa POP và CPE. Khi được cấu trúc theo kiểu mở rộng subtending, các DSLAM có thể kết nối trực mắt xích đạo vào nhau để tối ưu hoá đường ATM uplink. Các DSLAM kết nối trực tiếp hoặc gián tiếp qua mạng WAN đến một thiết bị tập trung truy nhập LAC (Local Access Concentrator) thiết bị này làm nhiệm vụ cung cấp ATM grôming, PPP tunneling và layer 3 termination để kết nối khách hàng đến các local content hoặc cached content. Service Selection Gateway (SSG) có thể được đặt tại LAC vì thế khách hàng có thể tự lựa chọn nơi đến theo yêu cầu. Từ LAC/SSG các dịch vụ sẽ được mở rộng qua ATM core đến NSP theo IP network core. Sau khi có được sự hình dungtổng quát về các thành phần hệ thống, ta sẽ đi sâu vào các cách thức, kiến trúc cho phép triển khai các dịch vụ.Kiến trúc đó gồm : + ATM point-to-point dùng để kết nối chéo (cross-connect) các thuê bao đến các đích của họ như ISP, Enterprise. Kết nối được thực hiện bằng các mạch PVC từ CPE đến đích. + Aggregation tập hợp các mạch VC từ các thuê bao vòng trong một vài trung kế PVC nhằm làm giảm thiểu số lượng kết nối VC qua mạng core. Thay vì mỗi thuê bao sẽ chiếm một VC, Aggregator sẽ sử dụng chung một VC cho nhiều thuê bao khác nhau với một đích đến giống nhau. + SVC và MPLS sử dụng các SVC để tự động cấp phát các kết nối cho các CPE. Các SVC từ CPE đi xuyên qua DSLAM và kết thúc tại các Router chuyển mạch nhãn (Edge LSR) nơi mà nó thâm nhập vào mạng lõi MPLS. 3.2.1.Kiến trúc ATM point-to-point: Kiến trúc ATM point-to-point là kiến trúc đơn giản về khái niệm nhưng rất phức tạp về kiến trúc bên trong. Hầu hết các NAP đều có mạng ATM diện rộng, các DSL modem thế hệ đầu tiên được cung cấp với giao diện Ethernet. Sự xuất hiện của các DSLAM dung lượng lớn sử dụng thủ tục ATM cho 2 hướng ingress/exgress cho phép các NAP phát huy thế mạnh các thiết bị mạng ATM đang tồn tại và mở rộng cung cấp các dịch vụ Leased Line và các dịch vụ khác bằng việc sử dụng các kết nối point-to-point, các mạch DSL rất giống với các mạch Leased Line thông thường . Hình 3.4 kiến trúc mạng ATM point-to-point Vì kiến trúc ATM point-to-point Layer 2 độc lập với thủ tục Layer 3, do đó NAP không quan tâm gì đến các vấn đề liên quan tới Layer 3 như địa chỉ IP hoặc định tuyến IP. Nhưng kiến trúc Layer 2 này không đem đến sự phát triển và lợi nhuận cao cho các NAP. Sự phát triển lớn nhất là nhu cầu truy nhập Internet tốc độ cao và nhu cầu làm việc di động của khách hàng. Các thị trường này đòi hỏi các dịch vụ Layer3 với các kết nối ATM point-to-point-multipoint trong khi ATM Layer2 chỉ cung cấp point-to-point. Các nhà cung cấp dịch vụ đang tìm kiếm để phát triển mô hình mạng ATM có khả năng cung cấp dịch vụ như mô hình PSTN và cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng, vì thế họ phải thêm các dịch vụ Layer3 và Layer 4 vào trên kiến trúc mạnh ATM có sãn. Khi thị trường DSL đã chín muồi, cả nhà cung cấp thiết bị DSLvà các nhà tiêu thụ sẽ tập trung vào việc cải tiến các sản phẩm DSL đang hiện có. Một trong kiến trúc cải tiến nhất là kiến trúc lựa chọn dịch vụ service –selection. Một khuyết điểm khác trong kiến trúc ATM point-to-point là các NAP không thể đưa ra dịch vụ service seletion, dịch vụ này có ý nghĩa hệ thống cho phép người sử dụng có khả năng lựa chọn dịch vụ nào đó qua một menu rất dễ sử dụng. Các end-used khi sử dụng cố định đường ATM point-to-point DSL kết nối từ nhà riêng đến nhà cung cấp dịch vụ không có khả năng lựa chọn các đích đến khác nhau mà chỉ cố định ở một dịch vụ ví dụ như sử dụng dịch vụ truy nhập Internet . Điều này làm giới hạn sự linh hoạt và các tiện ích của kiến trúc DSL. Service selection cho phép các end-used lựa chọn các dịch vụ khác nhau mà không cần phải sử dụng một đường dây DSL thứ hai. Cuối cùng, kiến trúc ATM point-to-point DSL không cho phép các nhà cung cấp dịch vụ tạo ra nhiều sự khác biệt, đa dạng trong các dịch vụ cung cấp cho khách hàng. 3.2.2.Kiến trúc tập hợp aggregation: Để khắc phục các giới hạn của kiến trúc ATM point-to-point, kiến trúc tập hợp aggregation được ra đời. Kiến trúc này làm giảm số lượng PVC trong NSP core và cho phép lựa chọn dịch vụ (service selection) cho các end-user. Sự tập hợp các thông tin DSL vào trong các mạch PVC đòi hỏi nhà cung cấp dịch vụ phải hỗ trợ các dịch vụ Layer 3 bởi vì sự tập hợp được thực hiện với các PPP ở lớp gói. Các PVC từ CPE.Tại điểm tập hợp các gói tin được ghép lại và chuyển vào các PVC mới, mỗi PVC dùng để kết nối đến từng đích khác nhau(hình vẽ), aggregation cần một PVC cho mỗi đích. Hình 3.5 kiến trúc aggregation (L2TP/PTA) Trong kiến trúc ATM point-to-point, N thuê bao sẽ cần đến N mạch vòng PVC trên mạng core .Trong kiến trúc tập hợp aggregation với M đích đến và R thiết bị aggregation thì cần M*R mạch vòng PVC trên mạng core, thông thường N>>M*R do đó giảm thiểu số lượng mạch PVC trên mạng core đáng kể trong trường hợp sử dụng kiến trúc tập hợp aggregation. Có hai cách chung nhất để thực hiện tập hợp các kết nối trong kiến trúc aggregation này là: Layer 2 tunneling protocol (L2TP) hoặc PPP Terminated một PPP client. Một NAP có thể cung cấp cả hai dịch vụ này và cho phép ISP hoặc Enterprise có quyền lựa chọn phương thức sử dụng hoặc PTA. Sự khác nhau cơ bản giữa 2 phương thức L2TP và PTA là L2TP chuyển các gói PPP đến các đích trong khi PTA kết thúc các phiên PPP sau đó chỉ chuyển các dữ liệu IP đến đích. Cụ thể của từng phương pháp được mô tả dưới đây: ã L2TP Tunneling : Trong kiến trúc đường hầm L2TP, các thiết bị aggregation kiểm tra user name (username@domain) trong các phiên PPP bằng cách so sánh nó với profile của domain đó. Profile này có thể được lưu trữ trong thiết bị aggregation hoặc trong một RADIUS Server. Profile này chứa địa chỉ IP của LNS (L2TP Network Server) và Password của đường hầm tunnel. Một khi Tunel được thiết lập thì thiết bị aggregation chuyển phiên PPP của thuê bao đến máy chủ LNS tại đích đến trong đường hầm L2TP Tunel (LNS trực thuộc đích mà thuê bao cần truy cập đến). Việc kết thúc phiên PPP đòi hỏi cần phải xác thực user thông qua RADIUS hoặc các phương tiện khác. Các PPP client sau khi được xác thực sẽ được cấp một địa chỉ IP, địa chỉ DNS và một địa chỉ WINS Server. Các Router sẽ tự động thiết lập kết nối đến LNS. L2TP rất thích hợp để thiết lập mạng riêng ảo VPN (Virtual Private Network), các user có thể kết nối vào NAS sau đó kết nối thẳng đến mạng riêng (thông thường là các mạng trung tâm của công ty –Corporate/Enterprise Network). Các mạng Corporate Network là rất riêng biệt và độ bảo mật cao vì chúng được bảo vệ không bị thâm nhạp từ môi trường Internet qua các Firewall và thông thường các mạng Corporate Network này sử dụng các địa chỉ IP riêng. L2TP là ý tưởng cho dịch vụ VPN vì NAS chỉ truyền tải các phiên PPP và không kiểm tra các khung và địa chỉ IP và vì NAS không kiểm tra địa chỉ IP do đó NAS sẽ không làm trùng lặp địa chỉ IP , đây là một yêu cầu rất quan trọng cho dịch vụ VPN. ã PPP Terminated Aggregation (PTA): Cũng giống phương pháp L2TP, phương pháp PTA kiểm tra username từ username@domain trong phiên PPP. Thiết bị aggregation tìm kiếm mộ profile tương thích với chuỗi domain trong username đó. Đến tầng này thì 2 phương pháp được thực hiện bằng hai cách khác nhau: Profile của PTA chứa thông tin khác với profile của L2TP. Profile của PTA chứa địa chỉ của RADIUS Server và PVC dùng để chuyền tải dữ liệu IP. Thiết bị aggregation xác thực các user bằng cách gửi một RADIUS Access Request đến RADIUS Server đặt tại ISP. Nếu việc xác thực thành công thì thiết bị aggregation hoặc RADIUS Server sẽ gán cho PPP client một địa chỉ IP, địa chỉ DNS và một WINS Server. Router tại ISP hoặc Enterprise sẽ thiết lập một Router mới để kết nối đến PPP client. Việc lựa chọn một trong hai phương pháp L2TP và PTA phụ thuộc vào nhiều yếu tố. L2TP là một chuẩn đã được hỗ trợ và sử dụng rộng rãi và đồng thời cũng tương thích giữa các nhà sản xuất với nhau, L2TP cũng làm giảm sự thay đổi trong vấn đề truyền thông của NAP và NSP. Tuy nhiên cũng có một vài khuýêt điểm trong việc sử dụng L2TP như overhead dùng để bao bọc dữ liệu IP vào PPP và truyền đi trên các khung L2TP tốn một số lượng lớn băng thông. Việc NSP yêu cầu LNS kết thúc L2TP và các phiên PPP chiếm dụng bộ xử lý nhiều hơn trong trường hợp chỉ sử dụng IP routing. Vì thế L2TP không được giãn nở bằng IP routing nhưng nó lại đang được tiếp tục cải tiến trong phần cứng và phần mềm để khắc phục nhược điểm trên . Trong khi PTA chỉ đơn giản cần chuyển tiếp (forward) các gói IP vì thế ít tốn kém băng thông để bao bọc dữ liệu IP, PTA cũng cho phép các thiết bị trong mạng Enterprise hoặc ISP Network tiếp nhận nhiều user hơn vì thiết bị chỉ thực hiện việc định tuyến trong khi L2TP cần phải tạo đường hầm và kết thúc các PPP. PTA chỉ chuyển gói IP và các dữ liệu IP này có thể được định tuyến đến nhiều đích khác nhau trong khi đó một L2TP như một công nghệ point-to-point cùng một lúc chỉ có thể kết nối đến một đích. ã Kiến trúc SVC/MPLS: Một kiến trúc linh hoạt và cung cấp đa dạng dịch vụ nhất là sử dụng các mạch SVC phía truy cập và MPLS phía core .Kiến trúc này đem lại lợi nhuận và khả năng phát triển rất cao. Kiến trúc này tạo điều kiện để phát triển các kiểu dịch vụ mới. Hình 3.6.Kiến trúc SVC/MPLS -Switched Virtual Circuis (SVC) : Các SVC rất hấp dẫn với các NAP, vì NAP rất muốn hạ thấp chi phí vận hành mạng và đưa ra khả năng lựa chọn dịch vụ Service Selection cho khách hàng. Các CPE, DSLAM và các thiết bị Aggregation rất cần thiết sử dụng các SVC một cách có hiệu quả. Mạng ATM cũng đòi hỏi hỗ trợ chuẩn ATM như: InterimManagement Interface (ILMI) ,báo hiệu UNI3.1 hoặc UNI 4.0 để loại trừ việc cấp phát các PVC ở phía truy cập và để cấp phát động tài nguyên băng thông và QoS. Sử dụng các SVC ở phía truy nhập cho phép cấp phát rất nhiều SVC tại một thời điểm. Các End-user có thể lựa chọn các dịch vụ nếu họ có phần mềm SVC client. Hiện tại Microsoft đưa ra phần mềm SVC client này trong các release sau của Windows. SVC là công nghệ ít được sử dụng để kết nối backbone switch và router với nhau. - MPLS: MPLS là một chuẩn mới của IETF, nó đã được phát triển thành chuẩn dựa trên công nghệ Tag Switching của Cisco. MPLS là một phương pháp mang tính chất đổi mới, công nghệ này sử dụng kiểu chuyển tiếp dữ liệu dựa trên nhãn label. Mỗi Label chỉ định cả hai thông tin định tuyến và dịch vụ ở ngõ,các gói được lựa chọn và được dán vào các Label, mạng core chỉ đơn thuần đọc các Label, gắn vào các dịch vụ thích hợp và chuyển tiếp các gói dựa theo thông tin trên Label. Việc phân tích phân loại và lọc chỉ xảy ra một lần duy nhất ngay tại ngõ vào của các gói ở ngõ ra của mạng MPLS, các Label được tháo bỏ và các gói được chuyển tiếp đến các đích của nó. MPLS cho phép các mạng core có tính linh hoạt rất cao bất kể mạng core đó dựa trên nền tảng là ATM hay chuyển mạch gói. MPLS VPN cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa ra các dịch vụ IP VPN cho khách hàng. IP VPN over MPLS là kiểu truyền thông peer-to-peer. IP VPN cho phép kết nối any-to-any (như trong PSTN), giảm bớt các yêu cầu gồm nhiều kết nối Fully meshed, point-to-point. MPLS lôi cuốn các NSP bởi vì nó cho phép cung cấp nhiều loại hình dịch vụ IP. MPLS cho phép các nhà cung cấp dịch vụ giải quyết được các vướng mắc trong việc cung cấp dịch vụ IP đang tồn tại cụ thể như: Cung cấp dịch vụ connectionles IP VPN, dịch vụ này mang tính kín đáo, an toàn như dịch vụ Frame Replay mà không cần tạo đường hầm Tunneling và mã hoá dữ liệu. Hỗ trợ nhiều phân cấp dịch vụ khác nhau cho dịch vụ IP VPN để cung cấp các chính sách khác nhau cho từng khách hàng với các yêu cầu mức độ dịc vụ khác nhau. Mở rộng thị trường với các dịch vụ IP được quản lý, đánh giá thấu đáo để thu hút các khách hàng ít tiền cần kết nối mạng interner và extranet. CHƯƠNG 4 TRIểN KHAI AdSL ở VIệT NAM Trong những năm gần đây, mạng viễn thông Việt Nam đã phát triển nhanh chóng cả về qui mô và mức độ của mạng, đặc biệt có thể kể đến viễn thông quốc tế với tuyến cáp quang biển TVH, tuyến cáp quang đường trục được nâng cấp từ 34 Mbit/s lên 2.5 Gbit/s với công nghệ SDH. Toàn bộ các tổng đài đi quốc tế và tổng đài chuyển tiếp quốc gia đã được nâng cấp với hệ thống báo hiệu số 7 và dịch vụ ISDN. 100% các tổng đài cấp huyện và cấp tỉnh đã được số hóa, nhiều tuyến cáp quang đã được triển khai đến các tỉnh nhưng chủ yếu là các tỉnh ven đường trục quốc gia. Để triển khai các dịch vụ băng rộng chỉ còn lại vấn để trong phần mạng truy nhập. 4.1. Thực trạng mạng truy nhập ở Việt Nam ở Việt Nam do mạch vòng thuê bao chủ yếu được sử dụng để truyền dẫn băng tần gốc của tín hiệu thoại nên sử dụng phổ biến cấu trúc cáp xoắn đôi cân bằng. Cấu trúc mạng thuê bao được chia làm 3 phần chính: Cáp phiđơ (cáp sơ cấp) là phần mạch vòng nối từ tổng đài tới điểm nối chính là các tủ cáp. Cáp phân bố (cáp thứ cấp) là phần mạch vòng từ điểm nối chính tới điểm phân bố (hộp cáp). Thông thường tổng số đôi dây phân bổ có nhiều hơn số đôi dây phiđơ. Cáp phiđơ và cáp phân bố được liên kết với nhau qua các tủ cáp hay măng sông. Có hai kiểu mối nối cáp phổ biến là hàn cố định thường dùng cho nông thôn hoặc các vùng xa và các tiếp điểm không cố định thường dùng ở thành phố và đô thị. Mặc dù cáp phân bố cải thiện tính linh động cho cáp phiđơ nhưng nó cũng gây trở ngại cho việc bảo dưỡng và quản lý mạch vòng thuê bao. Cáp được sử dụng hiện nay có dung lượng từ 100 - 2400 đôi sợi tùy thuộc đường kính dây đồng. Các loại cáp phiđơ và phân bố phổ biến ở Việt Nam là: CCP (cách điện dây dẫn hai lớp, lớp trong là nhựa xốp, lớp ngoài là nhựa Polyenthylence được mã hóa theo màu). Thực tế cỡ dây lớn nhất đang thông dụng hiện nay là loại 600 đôi, đường kính 0,4 mm và O,5mm. Về mặt hệ thống có thể phân cáp thành hai loại: cáp treo và cáp ngầm. Cáp treo được sử dúng rộng rãi ở mạng cáp phân bố và thường sử dụng cáp CCP. Nó chiếm khoảng 40% so với tổng số cáp đồng ở vùng đô thị và 90%-100% ở vùng nông thôn hoặc vùng xa: Trong khi đó ở mạng cáp phiđơ hầu hết là cáp cống hoặc cáp trôn trực tiếp. Cáp treo có nhược điểm là quá gần đường dây tải điện, quá tải trên cột, không đủ độ cao khi cắt ngang đường giao thông... Cáp ngầm có giá thành xây dựng đắt hơn nhưng chống được hư hỏng do thiên tai và không bị xuống cấp. Dây thuê bao là dây dẫn tính từ hộp cáp đến thiết bị đầu cuối tại nhà thuê bao. Dây thuê bao được chia làm hai phần chính: Dây thuê bao ngoài nhà (từ hộp cáp đến nhà thuê bao): có độ dài tối đa là 300m ở vùng đô thị và 600m ở vùng tha dân. Loại cáp này chỉ sử dụng cỡ dây 0,5mm, 0,6mm, 0,65mm. Dây thuê bao trong nhà (phần nối trực tiếp với thiết bị đầu cuối): sử dụng các loại cáp đôi hoặc nhiều đôi có đường kính dây dẫn đồng là 0,4mm, 0,5mm và 0,6mm. Các vấn đề của mạng truy nhập nước ta hiện nay là khó khăn trong công tác quản lý, bảo dưỡng mạng do quá trình không có kế hoạch, tổ chức. Thiết bị không đồng bộ, không có tiêu chuẩn đầy đủ, thống nhất. Băng tần của mạng thấp, không có khả năng cung cấp các dịch vụ băng rộng chất lượng cao. Tồn tại nhiễu và xuyên âm trong mạng truy nhập. Ngoài ra, việc sử dụng các modem tương tự tốc độ thấp để truy nhập dịch vụ làm kéo dài thời gian truyền và chiếm kênh ở tổng đài dẫn đến tắc nghẽn đường truy nhập. Vì vậy cần có giải pháp để giải quyết các vấn đề của mạng truy nhập, cải thiện băng thông và tốc độ truyền dẫn, đáp ứng yêu cầu các dịch vụ băng rộng đang gia tăng hiện nay. Kỹ thuật xDSL là một câu trả lời cho vấn đề này. 4.2. Giải pháp cung cấp dịch vụ ADSL cho mạng viễn thông Việt Nam Mạng viễn thông Việt Nam chưa có cấu trúc ATM core network. Cơ sở hạ tầng ở Việt Nam là Mạng đường trục (backbone) Intemet VNN do công ty điện toán và truyền số liệu VDC (Vietnam Datacommunication Company) chịu trách nhiệm điều hành và quản lý có cấu hình vòng ring với ba trung tâm tại Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh và Đà Nẵng được nối với nhau bởi những đường liên kết thuê ở VTN. Tại hai trung tâm Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh có các gateway kết nối ra intemet quốc tế, và có một đường dung lượng bằng 2 luồng 2 Mbps nối giữa hai gateway này. Đường backbone trong nước được nối qua các router đặt tại 3 trung tâm. Các router này là các Cisco Rounter 7513 với phần mềm Cisco IOS version 11.3 (ở Hà Nội) và 12.0 (ở thành phố Hồ Chí Minh). Các thuê bao trực tiếp thuê các đường leased line nối đến các router này để truy nhập vào Intemet. Các thuê bao trực tiếp có thể là các tỉnh, các tổ chức, các trường đại học hay các công ty lớn. Các thuê bao quay số sử dụng các modem truy nhập vào các Access Server rồi qua mạng LAN nội bộ của các trung tâm nối tới các Cisco Router. Như vậy giải pháp cung cấp dịch vụ ADSL cho Việt Nam một cách hiệu quả nhất chính là truy cập mạng Intemet coi như là các thuê bao của mạng VNN nối tới các Gateway để đi ra Intemet quốc tế. Để thực hiện điều này mạng VNN để dành cho dịch vụ ADSL những dải địa chỉ IP riêng được cấp cho mỗi bộ tập trung truy nhập băng rộng từ xa B-RAS: Broadband Remote Access System. Các bộ BRAS này phân phối địa chỉ IP cho các thuê bao khi có yêu cầu truy nhập qua các bộ DSLAM phía dưới. Hiện tại ADSL Việt Nam đã và đang được triển khai ở 7 tỉnh thành phố: Hải Phòng, TPHCM, Hà Nội, Hải Dương, Quảng Ninh, Đà Nẵng và tiếp tục thử nghiệm để mở rộng trong thời gian tới. Kết luận Qua nghiên cứu về quá trình phát triển của công nghệ đường dây thuê bao số xDSL có thể rút ra một số điểm như sau: Về những ưu điểm của công nghệ DSL, trước hết phải kể đến khả năng triển khai trên mạng điện thoại đang sử dụng nên giải quyết được vấn đề quan trọng cho các nhà phát triển viễn thông là kinh phí đầu tư ban đầu cho mạng cáp truyền dẫn. Tiếp theo là những tiến bộ lớn lao trong việc nâng cao tốc độ truyền số liệu tới hơn 50 Mbit/s đáp ứng cho các nhu cầu truy nhập băng rộng phục vụ cho công việc, giáo dục, giải trí... của khách hàng. Chuyển dữ liệu ra khỏi mạng thoại giải quyết được tình trạng tắc nghẽn đang gia tăng trong mạng thoại hiện nay. Ngoài ra còn nhiều tính năng hấp dẫn khác như cung cấp các dịch vụ số tốc độ khác nhau tùy theo đặc điểm của khách hàng, các dịch vụ đối xứng hoặc không đối xứng, cung cấp đồng thời dịch vụ thoại và dịch vụ số liệu... Với tiến bộ của kỹ thuật càng ngày càng giá thành thiết bị càng giảm nhanh chóng, hoạt động tương thích giữa các thiết bị do tuân theo các tiêu chuẩn quốc tế và dễ dàng lắp đặt cho cả người sử dụng nên công nghệ DSL xứng đáng được coi là một trong những ứng cử viên hàng đầu cho việc xây dựng truy nhập băng rộng. Tuy nhiên, vì còn khá mới mẻ nên đang tồn tại nhiều tiêu chuẩn do nhiều tổ chức tiêu chuẩn quốc tế qui định cộng với đặc điểm riêng của nó là tốc độ truyền dẫn phụ thuộc khoảng cách và mức độ tạp âm của môi trừơng hoạt động nên để triển khai thành công nghệ xDSL ở Việt Nam cần chú ý tới những điểm sau: Thứ nhất, cần ban hành những tiêu chuẩn riêng của ngành cho các thiết bị DSL và quy trình đo kiểm các thiết bị để các sản phẩm DSL có khả năng hoạt động tương thích với nhau tạo thuận lợi cho các khách hàng và cả các nhà sản xuất. Thứ hai, phải xây dựng các quy trình đo kiểm chất lượng đường dây và môi trường nhiễu tác động lên đôi dây trước khi triển khai dịch vụ để có thể triển khai đại trà và lựa chọn công nghệ DSL phù hợp cho từng khu vực khách hàng. Trong giai đoạn chưa có các tiêu chuẩn ngành thì các thiết bị DSL thuộc cùng chủng loại muốn tương thích với nhau phải: Tuân theo cùng một tiêu chuẩn quốc tế (ví dụ ITU-T, ETSI...) hoặc được cung cấp từ cùng một hãng sản xuất. Tóm lại, với đầy đủ các đặc trưng của mình, công nghệ xDSL là lựa chọn tốt nhất để triển khai ngay mạng truy nhập băng rộng đáp ứng nhu cầu khách hàng. Mặc dù xây dựng mạng quang hóa hoàn toàn vẫn là mơ ước của các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông nhưng công nghệ xDSL hỗ trợ rất tốt cho mạng truy nhập quang (ví dụ công nghệ VDSL). Các công nghệ xDSL ngày càng tỏ ra hoàn thiện, đã và đang phát triển nhanh trên thế giới chứng tỏ khả năng phát triển lâu dài của công nghệ DSL trong tương lai. Mục lục