Đồ án Tốt nghiệp về kết hợp mạng pon và công nghệ atm để triển khai hiệu quả nhất các dịch vụ băng rộng b-Isdn

dụng các modem cáp Bước này bao gồm việc dùng lại toàn bộ kiến trúc hạ tầng HFC bằng việc kết nối giữa nơi ở của khách hàng và LTHE (đầu cuối thiết bị nội hạt) các modem cáp nội hạt. Bước 2: Đưa vào các đơn vị mạng quang băng rộng (B-ISDN ONUs) và dùng lại bể cáp đồng. Trong bước này một B-ISDN ONU được đặt ở gần với ONU của máy truyền hình, tốt nhất là sát bên nhau, và được kết nối tới các khách hàng sử dụng mạng ISDN băng rộng qua các tủ cáp đồng HFC. Bước 3: Thay thế hoặc nâng cấp các tủ cáp đồng trục cho các dịch vụ B-ISDN: Tại bệ của tủ cáp HFC không thể cung cấp (hỗ trợ) cả dịch vụ phân phối và dịch vụ tương tác B-ISDN, và vì vậy yêu cầu thay thế một tủ cáp mới. Việc nâng cấp các tủ cáp hiện tại cũng như đưa vào một tủ cáp mới. *) Chuyển từ các mạng sợi quang hiện tại lên ATM-PP và ATM-PON. Đối với mạng dựa trên PDH, thay thế PDH bằng SDH và triển khai, đưa các bộ tập trung ATM và các tủ xDSL vào. Đối với các mạng dựa vào SDH, thực hiện tương tự như PDH: đó là sử dụng các bộ tập trung ATM và các tủ xDSL. Đối với mạng PON thì phát triển lên ATM PON. Chuyển từ các mạng cáp đồng hiện tại sang ATM-PP và ATM-PON. Có một bước trung gian trước khi lên được ATM-PP hoặc ATM-PON, đó là sử dụng việc truyền xDSL từ tổng đài. Việc triển khai trên thực tế của ATM-PON/PP có thể được thực hiện việc tích hợp các dịch vụ băng hẹp hoặc triển khai mạng băng rộng thay thế mạng cáp đồng đối với các dịch vụ băng hẹp hiện tại *) Chuyển từ mạng cáp đồng hiện tại sang ATM PON qua LMDS. Trong trường hợp này, quá trình đưa vào băng rộng bắt đầu bằng việc triển khai LMDS (Local Multipoint Distribution System: Hệ thống phân phối đa điểm nội hạt). Chỉ khi sự thâm nhập băng rộng bắt đầu trở nên đáng kể thì ATM PON mới được mở đầu 5.4.1. Sự phát triển từ mạng HFC lên mạng truy cập băng rộng: 5.4.1.1. Trạng thái bắt đầu: Trạng thái bắt đầu của sự phát triển từ mạng HFC lên ATM PON, có thể được tóm tắt với sơ đồ khối được chỉ ra như trong hình 5.7. Trong HFC thuật ngữ ANN (Access Network Node) được gọi là LTHE. Tại LTHE một nhóm các dòng hướng xuống đi vào các kênh băng rộng được nhận ở dạng tín hiệu quang. Nhóm các dòng dữ liệu này được khuyếch đại và phát quảng bá cho tới vài chục ONU qua một hoặc nhiều hệ thống PON. Mỗi ONU lần lượt chuyển đổi chúng (ở dạng quang) sang dạng điện và phân phối chúng tới vài trăm khách hàng hay người dùng qua một tủ cáp dạng cây hoặc nhánh. Ngoài ra, tại LTHE một số kênh hướng xuống phụ có thể được xen vào. Giao diện LTHE cho các kênh phụ này thường là ở dạng điện. LTHE còn đưa ra khả năng thêm vào một kênh trả lời trong dòng hướng lên, nó được chia sẻ cho 4 hoặc 8 ONU. Có một thực tế là số lượng các ONU có thể chia sẻ một LTHE là cao hơn cho dòng hướng xuống, đối với truyền dẫn dòng hướng lên yêu cầu LTHE phải có vài cổng đầu vào kênh trả lời. Mỗi cổng được kết nối tới PON sau bộ phận chia quang thứ nhất thường nằm bên trong toà nhà có LTHE. Hình 5.7: Sơ đồ khối kiến trúc HFC Trong số tất cả các thông số định nghĩa mạng này, một số thông số sau đây là quan trọng cần phải xem xét: ã Số lượng các ONU tối đa có thể được kết nối tới một LTHE cho việc truyền dẫn dòng hướng xuống, hoặc cho việc quảng bá, phụ thuộc vào các đặc điểm phần tử mạng và chính sách, quy định của nhà điều hành. Trong mạng này số lượng được chọn tối đa là 64. Đối với kênh trả lời số lượng các ONU tối đa được chọn là 4. ã Số lượng khách hàng (người dùng) có thể được kết nối tới một ONU qua một tủ cáp chia sẻ thông thường từ 200 đến 500. ã Giữa một ONU và một khách hàng riêng biệt, số lượng các bộ khuyếch đại điện tối đa được chọn là 1. ã Dải tần tín hiệu trong các tủ cáp được chia thành hai khoảng chính: - 5-55 MHz: được dành riêng cho các kênh trả lời - 86-860 MHz: được dành riêng cho các kênh băng rộng hướng xuống. ã Dung lượng dòng hướng xuống có thể được coi như gồm 90 sóng mang, với mỗi sóng có dải tần 7-8 MHz. - 40 sóng mang cho các kênh truyền hình tương tự, mỗi kênh/sóng mang. - 20 sóng mang cho truyền hình số, 5-6 kênh TV /một sóng mang - 30 sóng mang cho các dịch vụ khác 5.4.1.2. Bước 1: Sử dụng các modem cáp. Bước này bao gồm việc dùng lại toàn bộ kiến trúc hạ tầng HFC bằng cách thông qua: a) việc kết nối tại nhà ở khách hàng và các modem cáp đặt ở LTHE, như được chỉ ra trong hình 5.8, và b) việc thêm các bộ khuyếch đại đường dẫn trả lời trong tủ cáp. Hình 5.8: Mạng HFC với các modem cáp Theo dòng hướng lên, các modem cáp chia dải tần phân phối cho kênh trả lời là 5-55 MHz. Sự truyền dẫn dòng hướng xuống được tạo ra trên các sóng mang 7-8 MHz, tùy theo sự phân loại kênh. Modem này được kết nối tại LTHE được trang bị với một cổng ngoài, qua đó nó có thể được kết nối đến một mạng ATM ngoài. Các modem cáp có thể là dạng đối xứng hoặc không đối xứng. Trong loại đối xứng, các modem cáp xác định cấu hình một loại mạng Ethernet, ở đó tất cả các modem cung cấp việc truy cập tới một bus logict. ở loại modem không đối xứng có các kênh logic dòng lên và dòng xuống, thêm vào đó là các kênh vật lý. Các modem đối xứng đã lỗi thời rồi và sẽ không được nghiên cứu nữa. Dung lượng modem cáp: - Dung lượng của dòng hướng xuống: 40 Mbit/s tổng cộng/sóng mang. Thực tế thì băng tần hữu dụng chỉ khoảng 34 Mbit/s. - Dung lượng của dòng hướng lên: 2,5 Mbit/s tổng cộng/sóng mang. Thực tế băng tần hữu dụng là 1,9 Mbit/s. Các sóng mang hướng lên có dải tần được bố trí cách nhau từng khoảng 1,8 MHz. Từ các nghiên cứu này, dung lượng tổng cộng của B-ISDN có thể được phân phối đến một mạng HFC sử dụng các modem cáp là: Dòng hướng xuống: 30 sóng mang x 34 Mbit/s / sóng mang = 1020 Mbit/s Dòng hướng lên: 15 sóng mang x 1,9 Mbit/s /sóng mang = 28,5 Mbit/s Số lượng các khách hàng được kết nối tối đa cho một tỷ lệ thâm nhập là 10%: 64 ONUs x 400 khách hàng / ONU x 0,1 = 2560 khách hàng cho dòng hướng xuống 4 ONUs x 400 khách hàng / ONU x 0,1 = 160 khách hàng cho dòng hướng lên Kết luận về việc sử dụng các modem cáp cho các dịch vụ B-ISDN: Các modem cáp chủ yếu được dùng để cung cấp một mức độ hạn chế các chức năng tương tác trên các mạng HFC, hoặc việc cung cấp các dịch vụ có đòi hỏi sự truyền dẫn không đối xứng…, sự truyền dẫn băng rộng trong dòng hướng xuống và băng hẹp trong dòng hướng lên. Tuy nhiên, thông thường các modem cáp chỉ được dùng cho việc cung cấp các dịch vụ với tốc độ thấp cỡ khoảng 2 Mbit/s. 5.4.1.3. Bước 2: Lắp đặt các B-ISDN ONU và dùng lại tủ cáp: Bước thứ hai này bao gồm việc lắp đặt một B-ISDN ONU thích hợp ở gần ONU của TV, tốt nhất là sát bên cạnh, và được kết nối tới các khách hàng B-ISDN thông qua tủ cáp HFC. Trạng thái này được minh họa trong hình 5.9. Hình 5.9; Mạng HFC với B-ISDN ONU Những gì có thể được nhìn thấy trong hình 5.9 là một hệ thống ATM PON được phủ trên một mạng HFC: mạng truy cập bao gồm một OLT và B-ISDN, theo như định nghĩa về ATM PON, và tủ cáp chủ yếu là cáp đồng. Các card đường dây của B-ISDN ONU được gọi là các card đường dây đồng trục. Các khách hàng được kết nối tới cùng ONU có thể chia sẻ băng tần, cả dòng hướng lên và dòng hướng xuống, toàn bộ dải tần được dành riêng cho các dịch vụ khác ngoài TV, dải tần tương ứng với các sóng mang 30 x 8 MHz,(240 MHz). 5.4.1.4. Bước 3: Thay thế hoặc nâng cấp tủ cáp cho các dịch vụ B-ISDN: Đây là bước cuối cùng của việc phát triển mạng HFC lên ATM PON, và có thể được ứng dụng khi bước thứ hai đã được hoàn thành, khi đã có một quá trình thâm nhập dịch vụ B-ISDN đáng kể (vài %) và có một yêu cầu nhiều hơn về băng tần hoặc thâm nhập cao hơn. Các nhà khai thác, điều hành mạng có thể lựa chọn hai cách: Bỏ mạng HFC và triển khai một mạng ATM PON mới, hoặc nâng cấp mạng HFC phù hợp với yêu cầu mới. Có thể triển khai một hệ thống ATM PON mới khi có một sự tăng đột ngột về yêu cầu (chẳng hạn yêu cầu về băng tần…), ví dụ, một quá trình thâm nhập trên 10% với một số lượng các khách hàng lớn, đáng kể yêu cầu hơn 2 Mbit/s và ONU hiện tại không thể đáp ứng được nhu cầu đó. Nếu theo cách khác, yêu cầu về băng tần tăng chậm và ONU vẫn có thể đáp ứng được yêu cầu đó với các card đường dây bổ sung, thì có thể thực hiện theo cách nâng cấp kiến trúc HFC hiện tại lên để tiết kiệm chi phí. Để tăng dung lượng truyền dẫn giữa ONU và các khách hàng B-ISDN mới, các sự bổ sung kiến trúc sau đây phải được thực hiện: ã Cung cấp B-ISDN ONU với các card đường dây bổ sung ã Cung cấp một tủ cáp mới kết nối các card đường dây bổ sung với các khách hàng B-ISDN mới Các vấn đề sau đây quyết định loại tủ cáp nào và sau đó là các đường dây được sử dụng. Có 4 sự lựa chọn cơ thể đưa ra để nghiên cứu: ã Tủ cáp radio (vô tuyến) ã Tủ cáp đồng mới ở đây đưa vào lắp đặt các cáp đồng trục mới dọc theo các cáp hiện tại, cuối cùng là với một vài bộ khuyếch đại đường dây. ã Nâng cấp tần số của tủ cáp đồng hiện tại Việc này bao gồm việc mở rộng dải tần số hoạt động của mạng cáp đồng từ 860 MHz lên 1 GHz, hoặc thậm chí lên 2 GHz. Điều này yêu cầu thay đổi tất cả các bộ khuyếch đại và các chổ nối thụ động và các hộp cáp đồng phân bố. ã Tủ cáp đôi mới Sự lựa chọn này yêu cầu sử dụng các card đường dây xDSL và việc đặt một đôi cáp đồng giữa B-ISDN ONU và NT của khách hàng. Sự lựa chọn khác là một đôi cáp đồng mới kéo dài chỉ từ ONU và điểm uốn cong cuối cùng của mạng cáp đồng POTS hiện tại. Tại điểm uốn (điểm trích tín hiệu), có sự kết hợp giữa tín hiệu tần số thấp và tín hiệu xDSL cho việc truyền tải tới nơi ở của khách hàng. Nâng cấp tần số của tủ cáp đồng hiện tại: Băng tàn 900-1500 MHz được sắp xếp cho truyền dẫn dòng xuống, và băng tần 1500-2000 MHz cho dòng lên. Sự nâng cấp này yêu cầu các việc sau: ã Thay thế các bộ khuyếch đại 86-860 MHz bằng các bộ khuyếch đại băng tần mở rộng 86-1500 MHz ã Sự kết nối của các bộ khuyếch đại hồi đáp trong băng tần 1500-2000 MHz. ã Thay thế tất cả các mối nối và các hộp cáp đồng phân bố bằng các cái khác làm việc với tần số lên tới 2000 MHz. ã Nếu bước 2 đã được thực hiện, cần bố trí lại các tần số trong các NT được lắp đặt và trong các card đường dây cáp đồng của ONU Tủ cáp đôi mới: Sự lựa chọn này bao gồm các công việc sau đây: ã Việc lắp đặt trong ONU của các card đường dây xDSL ã Việc lắp đặt một khung phân bố đôi cáp đồng tại địa điểm ONU ã Việc đặt các cáp đôi giữa các khung phân bố ã Các NT của các khách hàng ã Một điểm uốn trong mạng POTS phục vụ cho các khách hàng. Trong trường hợp này phải có sự kết hợp giữa mỗi đôi cáp. 5.4.2. Chuyển từ các mạng sợi quang hiện tại lên ATM PON: Mạng quang thụ động băng hẹp PON: Các giải pháp PON hiện tại cơ thể được nghiên cứu, xem xét như là sự cải tiến, nâng cấp của các mạng AON dựa trên SDH. Sự kết hợp, tổ hợp của AON và PON cũng có thể xảy ra và hợp lý. Một mạng PON có thể được kết nối tới một OLT giống như một phân hệ AON. Thông thường một OLT có thể kết nối tới 5 PON. PON thuộc loại mô hình mạng “điểm-đa điểm”, ở đây các điểm phân bố là các bộ chia quang thụ động. Các kỷ thuật truyền dẫn được thiết kế cho sự truyền đãn điểm-đa điểm, vì vậy TDM được sử dụng cho đường truyền dòng hướng xuống, và đường truyền dẫn dòng hướng lên hoạt động ở chế độ truy cập TDMA. Các mạng PON có thể sử dụng hai hoặc một sợi quang. Các dung lượng của PON ONU thường là 128, 64, 32, 16 hoặc 4 đường dây. Các cấu hình FTTB/FTTO điển hình sử dụng tới 64 đường dây ONU, và các cấu hình FTTB/FTTC lên tới 128 đường ONU. Các ONU với 4 đường dây được dành riêng cho các cấu hình FTTH. Hình 5.10: Cấu hình hệ thống PON Sự phát triển mạng PON băng hẹp lên ATM PON: Nếu địa điểm, khu vực của các khách hàng dùng băng rộng là rộng, thì một bước phát triển khác là cần thiết từ các giải pháp trước. Trong các giải pháp này khi hệ thống băng hẹp hiện hành là AON, giải pháp kinh tế nhất là phát triển lên ATM PON. Hệ thống ATM PON có B-OLT và B-ONU, sử dụng các đường dẫn sợi quang hiện tại và các khu vực ngoài trời. ONU và B-ONU có thể được lắp đặt trong một hộp chung (ONU tổ hợp), và sử dụng các công nghệ ADSL và VDSL là cần thiết. Nếu AON hiện tại là hệ thống PON, thì sự phát triển lên ATM PON sẽ đạt được bằng việc kết hợp N-ONU và B-ONU, và việc kết nối N-OLT tới B-OLT. Bởi vì các hệ thống ATM PON được thiết kế cho các khu vực có bán kính không lớn hơn 7 km, nên có thể cần thiết để đặt B-ONU cách xa chuyển mạch ATM. Trong trường hợp như vậy, B-ONU được kết nối tới chuyển mạch ATM thông qua một mạng SDH. Nếu các khách hàng trải rộng ra họ không thể kết nối được tới các ONU tổ hợp (N-ONU và B-ONU) thông qua các đường truyền xDSL. Trong trường hợp này cách tốt nhất là thực hiện triển khai các hệ thống ATM PON mới, với các ONU được đặt gần khu vực khách hàng. Nếu mạng truy cập băng hẹp hiện tại là một hệ thống PON, thì sự phát triển tất yếu của nó lên băng rộng là ATM PON. Các thành phần băng hẹp hiện tại có thể được dùng lại một phần, một số thiết bị cho sự tích hợp với các thành phần băng rộng mới. 5.4.3. Chuyển từ mạng cáp đồng hiện tại lên ATM PON: 5.4.3.1. Giới thiệu: 5.4.3.1.1. Các động lực phát triển: Có 4 yếu tố ảnh hưởng đến việc thay đổi hoặc nâng cấp trong mạng sau đây: ã Sự phát triển nhu cầu về dịch vụ ã Chiến lược tiếp thị của nhà điều hành, khai thác mạng ã Sự phát triển của các công nghệ, kỷ thuật mới ã Các quy định và sự cạnh tranh Các động lực này sẽ quyết định các kiến trúc mạng được lựa chọn trong sự phát triển từ kiến trúc hạ tầng cáp đồng lên một kiến trúc mới có khả năng vượt qua được các trở ngại, hạn chế này. Tất cả các động lực này sẽ dẫn đến việc bắt đầu thực hiện một số lượng lớn cácc cáp sợi quang không chỉ trong các đường trung kế của mạng mà còn ở cả phía truy cập, là một giải pháp để tăng băng tần được trông đợi. Xu hướng này bị làm chậm lại bởi việc tăng các thiết bị DSL có tính thương mại hơn. 5.4.3.1.2. xDSL từ tổng đài-không phải là một giải pháp trong tương lai xa: xDSL có một số vấn đề về khoảng cách, tạp âm và chi phí. Vì vậy nó không thể được xem như một giải pháp khắc phục kiến trúc cáp đồng hiện tại. Có một vài vấn đề trong kiến trúc cáp đồng hiện tại cho dù khi nghiên cứu, bổ sung các kỷ thuật chẳng hạn như sự tăng thêm các đôi cáp đồng hoặc công nghệ DSL. Sự hạn chế này chủ yếu do hai nguyên nhân cơ bản: ã Băng tần có thể đạt được trong các đường truyền dẫn cáp đồng là thấp: Điều này sẽ dẫn đến một thực tế là, đối với mạng truy cập trung bình, bên cạnh chi phí cho các thiết bị còn có một chi phí thêm vào liên quan đến nhu cầu để chọn lựa các đôi cáp đồng cho truyền dẫn ADSL cũng phải được xem xét. Điều này sẽ dẫn đến một một xác suất 15% khả năng các nhà điều hành, khai thác mạng không thể cung cấp cho các khách hàng với băng tần đầy đủ. Thiết bị ADSL chỉ có thể hỗ trợ về mặt chất lượng một cách tốt hơn cho các đôi cáp đồng. ã Tạp âm phát sinh từ các đôi cáp được mã hóa đường dây HDB3 (2 Mbit/s): Vấn đề này chắc chắn xuất hiện ít nhất trong sự bổ sung lần thứ nhất bởi vì hầu như chắc chắn các khách hàng thương mại thứ nhất sẽ ở các khu vực đô thị là nơi có khả năng cao có các đôi cáp đồng được mã hóa HDB3. Ngoài ra, còn có một số hạn chế khác cũng phải được chú ý: *) Chi phí vận hành và bảo dưỡng (O&M) trong các mạng cáp đồng đang duy trì và không giảm, do đó khi có thêm các công nghệ xDSL sẽ làm tăng chi phí O&M. *) Thời gian thu được lãi từ việc lắp đặt thêm các cáp mới này là rắt dài, làm cho việc cung cấp của các công nghệ xDSL tới khu vực mới là không thích hợp lắm. *) Đối với các mạng có tỷ lệ truy cập, thâm nhập cao thì các hệ thống xDSL dường như đắt hơn việc lắp đặt thêm các sợi quang mới. *) Có một hạn chế đến số lượng đường dây DSL có thể được chèn vào trong một cáp, do đó không thể cho triển khai rộng cho các khu vực lớn với công nghệ này. Có thể hình dung được rằng sự phát triển cho các mạng B-ISDN trong tương lai xa sẽ dẫn đến ATM PON hoặc thậm chí đến ATM qua đường truyền dẫn điểm-điểm. 5.4.3.2. Trạng thái bắt đầu (là các mạng cáp đồng hiện tại): Hình 5.11 cho thấy một mô hình mạng truy cập đơn giản trong mạng cáp đồng hiện tại. Từ trạng thái hiện này, chúng ta phải phát triển nó qua một số bước trở thành một mạng mà chúng ta có thể cung cấp các dịch vụ băng rộng mới sẽ xuất hiện nhiều trong tương lai xa. Hình 5.11: Cấu hình mẫu của mạng truy cập dựa trên cáp đồng 5.4.3.3. Các cách phát triển: Sự thay đổi của công nghệ và kiến trúc: Trong phần này chúng ta sẽ tập trung phân tích những tác động, ảnh hưởng, khó khăn của việc giới thiệu các công nghệ sợi quang mới trong một số vùng còn đang bị hạn chế chẳng hạn như trong mạng truy cập. Một vài vấn đề có thể sẽ nảy sinh, và chúng không chỉ là những vấn đề về công nghệ mà còn là các vấn đề về cấu tạo, kiến trúc. Các kiến trúc mạng truy cập tiến bộ ngày nay có một tỷ lệ ứng dụng các thành phần, thiết bị “thông minh” cao hơn, làm cho sự phát triển của khả năng quản lý mạng tinh vi hơn, và quá trình điều hành và bảo dưỡng mang tính tự động cao hơn. Các cải tiến này đã cho phép tiết kiệm được chi phí O&M đáng kể và trở thành một trong các động lực cho việc nâng cấp các mạng truy cập rộng hơn. Có một số các chỉ tiêu kỹ thuật/các chức năng được cung cấp bởi các mạng truy cập băng rộng gần đây, cụ thể là: *) Các thành phần của mạng phải được thiết kế để yêu cầu sự can thiệp của con người vào là ít nhất đối với sự lắp đặt. *) Sự hoạt hóa/không hoạt hóa dịch vụ từ xa để tăng tốc độ cung cấp dịch vụ. *) Việc bảo mật thông tin phải luôn luôn được dự tính *) Cung cấp các giao diện mở (giao diện Q3)… Tất cả các yếu tố này sẽ giúp cho việc tăng toàn bộ chất lượng của mạng. Sự tiêu chuẩn các bước phát triển: Các động lực đằng sau sự phát triển mạng bất kỳ là các nguyên nhân về kinh tế và nhu cầu, đòi hỏi các dịch vụ mới. Những sự đầu tư cho việc nâng cấp mạng sẽ được thực hiện nếu chúng mang lại kinh tế trong các chi phí thời gian ngắn hoặc dài. Quá trình nâng cấp mạng sẽ bao gồm nhiều bước. Bước thứ nhất là thay thế các đôi cáp đồng hiện tại trong phần truyền tải bằng các cáp quang. Hình 5.12: Kiến trúc mạng truy cập hiện tại Bước 1: Trong các mạng cáp đồng hiện tại nó có khả năng cung cấp các dịch vụ giữa băng không đối xứng (thấp hơn 8 Mbit/s) (ví dụ: truy cập Internet tốc độ cao) dùng công nghệ xDSL. Một bộ ghép kênh truy cập (DSLAM) với một bộ các modem ADSL và một bộ ghép kênh ATM tích hợp được lắp đặt trong trung tâm tổng đài (CO: Central Office) và mỗi khách hàng sẽ có một modem ADSL riêng. Sự tích hợp tiếng nói (thoại) đạt được sử dụng một đôi bộ chia/bộ kết hợp như được mô tả trong hình 5.12. Để hỗ trợ cho các khoảng cách xa hơn trong mạng truy cập, một giải pháp trung gian có thể được vạch ra (xem hình 5.13), liên kết các chức năng của một DLC (Digital Loop Carrier) và ADSL. Hình 5.13: Giải pháp DSL cho các cự ly dài Có một số yếu tố về khoảng cách có thể ảnh hưởng tới việc nâng cấp mạng truy cập: *) Các mức độ truy cập, thâm nhập dịch vụ băng rộng cao hơn sẽ tăng khả năng đạt đến số lượng tối đa các khách hàng đồng thời được phục vụ bởi cùng một cáp. *) Với các khoảng cách càng lớn thì băng tần đòi hỏi trong dòng hướng lên cũng càng cao mà chỉ VDSL mới có thể hỗ trợ, cung cấp. *) Bởi vì khoảng cách cáp đồng kéo dài đến tận trung tâm tổng đài, điều này sẽ hạn chế băng tần tối đa có thể đạt được bởi các modem xDSL và vì vậy không thể đưa ra các dịch vụ mới yêu cầu băng tần cao hơn. *) Số lượng các khách hàng tăng lên trong một khu vực đặc biệt và cả dung lượng cáp và ống dẫn cũng làm cho việc cung cấp dịch vụ mới cũng đắt hơn. bước 2: ở bước này có hai sự phát triển lần lượt có thể được vạch ra: (1) Sự phát triển thứ nhất là lắp đặt một hệ thống ATM PON bao trùm trên mạng cáp đồng hiện tại được thiết kế cho các dịch vụ băng rộng trong khi duy trì mạng cáp đồng cho các dịch vụ băng hẹp truyền thống. (2) Sự phát triển thứ hai là lắp đặt một mạng ATM PON ở đó cả dịch vụ băng hẹp và dịch vụ băng rộng sẽ được cung cấp. Phương pháp thứ nhất, như được mô tả trong hình 5.14, tương tự như đề xuất bởi nhóm FSAN và nó dựa trên các nghiên cứu khả năng kinh tế, được thực hiện bởi cả các nhà điều hành mạng và các nhà cung cấp thiết bị mạng, các dịch vụ băng hẹp liên quan được cung cấp bởi các mạng ATM PON này. Đối với kiến trúc này, các cách giải quyết băng rộng và băng hẹp cùng tồn tại trong cùng mạng truy cập. Vì vậy, B-ONU phả có khả năng kết hợp cả lưu lượng băng rộng và băng hẹp cho các kết nối tới các khách hàng sẽ yêu cầu các dịch vụ băng rộng. Các giải pháp băng hẹp sẽ vẫn tồn tại và tốc độ truy cập, thâm nhập đối với các dịch vụ băng rộng có thể là khá nhỏ (ví dụ 10%) cho một số thời gian. Cấu hình được đề xuất của ONU được chỉ ra như hình 5.15. Có thể giả sử rằng, công nghệ được sử dụng để kết nối thuê bao tới ONU là xDSL. Hình 5.14: ATM PON thiết kế cho các dịch vụ băng rộng Hình 5.15: Cấu hình ONU đối với các giải pháp lai. Phương pháp thứ hai là tích hợp các dịch vụ băng rộng và băng hẹp trong cùng một mạng: 1. Thực hiện các giao thức V5.x trong các ONU và sử dụng lớp thích ứng AAL1 để truyền các khung G.703 tốc độ nx2 Mbit/s tới chuyển mạch băng hẹp. Phương pháp tiếp cận này được vạch ra bởi một số nhà sản xuất, nhưng đặt ra một số vấn đề khó giải quyết. Sự bất lợi về kinh tế của phương pháp này liên quan đến chi phí cao kết hợp với sự thực hiện các giao thức V5.x trên ONU. Việc báo hiệu CAS (báo hiệu kênh chung) có thể cũng được vạch ra như một cách giải quyết vấn đề này. Một giải pháp khác có thể được thực hiện chỉ đối với các dịch vụ ISDN liên quan đến phần giao thức và thúc đẩy việc nâng cấp các khách hàng POTS lên ISDN. Phương pháp tiếp cận này được mô tả trong hình 5.16a và hình 5.16b. Hình 5.16a: ATM-PON với V5.x hoặc CAS tại ONU Hình 5.16b: Kiến trúc chức năng ONU cho giải pháp tích hợp Có một số hạn chế đáng kể của giải pháp này có thể được chỉ ra, chẳng hạn như: *) Một số lượng các giao diện POTS cao hơn sẽ phải được lắp đặt trong các ONU với sự tăng dần về khối lượng thiết bị và sự tiêu thụ công suất. *) Phần quang của mạng truy cập sẽ phải được gần trên điểm uốn thứ nhất (để tăng hiệu quả sử dụng của V5.x trong ONU). 2. Thực hiện lớp thích ứng AAL2 để tích hợp tiếng nói và ISDN với các dịch vụ băng rộng. Phương pháp này (xem hình 5.17) sẽ sử dụng AAL2 chèn vào các tế bào nhỏ trong các mẫu thời gian được bắt đầu bởi các cuộc gọi khác nhau trong cùng tế bào hoặc ngay cả phân phối riêng biệt các khe thời gian trong khung ATM PON cho lưu lượng đồng bộ và không đồng bộ. Trong cách giải quyết này AAL có thể cũng được thực hiện không phải trên ONU nhưng trên các thiết bị đặt tại khu nhà ở của khách hàng. Điều này sẽ làm cho ONU đơn giản hơn nhưng sẽ nảy sinh một số vấn đề liên quan đến khách hàng, vì lúc đó khác hàng sở hữu thiết bị và có trách nhiệm đối với thiết bị đó Hình 5.17: Việc đưa ra ATM-PON tích hợp cả dịch vụ băng hẹp và dịch vụ băng rộng Bước 3: Khi giới thiệu, đưa vào các dịch vụ băng rộng mới, sự phát triển từ mạng cáp đồng hiện tại lên ATM PON có thể đạt được thông qua việc lắp đặt các bộ chia mới trong các ONU “thế hệ thứ nhất”, đồng thời kéo dài, mở rộng sợi quang trong mạng truy cập và lắp đặt các ONU mới, nhỏ hơn, gần chổ ở của khách hàng hơn (FTTB) hoặc trong nhà ở của khách hàng (FTTH). Sự khác nhau chủ yếu giữa các ONU thế hệ thứ nhất và thế hệ thứ hai là liên quan đến các điểm vị trí đặt nó và dung lượng tương ứng về mặt số lượng các giao diện khách hàng. Thế hệ thứ nhất sẽ thường thường được lắp đặt trong các điểm uốn thứ nhất của mạng cáp đồng và phục vụ một số lượng khách hàng nhiều hơn là thế hệ thứ hai, ONU thế hệ thứ hai cũng được lắp đặt trong tòa nhà cao tầng hoặc trong nhà ở của khách hàng. Khi chiều dài khoảng cách cáp đồng trở nên nhỏ hơn, các dòng công nghệ xDSL mới cung cấp băng tần cao hơn có thể được sử dụng. Hình 5.18: Tương lai phát triển của mạng truy cập 5.5. Tình hình triển khai ATM PON của một số hãng nổi tiếng trên thế giới: Tóm tắt: Các hãng sản xuất cung cấp các thành phần của mạng truy cập như sau: Các giao diện mạng và khách hàng (cả N-ISDN và B-ISDN) Băng tần hoạt động (dòng lên và dòng xuống) Số lượng khách hàng trung bình/modem cáp (trong các kiến trúc HFC) Khả năng về số lượng các khách hàng đồng thời truy cập cho mỗi ONU, cho mỗi mạng quang được cung cấp với các tốc độ bit theo lý thuyết Số lượng các ONU tối đa được nối với một OLT Cho phép cung cấp nguồn quang rẻ Giải pháp được sử dụng cho sự tích hợp các dịch vụ N-ISDN và các dịch vụ B-ISDN Giải pháp được sử dụng cho sự tích hợp các dịch vụ DVB với các dịch vụ B-ISDN. Sau đây là tình hình triển khai mạng truy cập ATM PON của một số hãng nổi tiếng trên thế giới: 5.5.1. Hãng DSC: Dòng các mạng truy cập băng rộng trong DSC được thiết kế “là dòng sản phẩm DSC tập trung chủ yếu vào SDH”. Có hai giải pháp chính được sử dụng trong các mạng truy cập là kiến trúc ATM PON và kiến trúc SDH PON. Hình dưới đây (Hình 5.19) mô tả sự bổ sung có thể thực hiện được tổng quát của các kiến trúc khác nhau được đề xuất bởi DSC với hai dạng kiến trúc được đề cập ở trên và sự kết nối giữa mạng truy cập với các mạng trung kế băng rộng và băng hẹp. Hệ thống ATM PON được đưa vào cho các khu vực không bằng phẳng ở đó có một mạng B-ISDN bao phủ được đòi hỏi và SDH PON được đưa vào cho các khu vực bằng phẳng ở đây các giao diện băng hẹp được cung cấp bởi P-MUX và các dịch vụ băng rộng được cung cấp bởi các giao diện xDSL. Card TEX là một card nhánh mở rộng và thực hiện việc chuyển mạch ATM mang một giao diện ATM/UNI tốc độ 155 Mbit/s đến khách hàng hoặc đến mạng trung kế. Các khách hàng băng hẹp được kết nối tới một bộ ghép kênh tốc độ sơ cấp PMUX (Primary rate Multiplexer), bộ ghép kênh này cung cấp các giao diện POTS, N-ISDN và các giao diện dữ liệu tốc độ cao. Các khách hàng băng rộng được kết nối thông qua các modem xDSL đến ONU đặt tại một cabin hoặc vỉa hè hoặc ONU tại một cửa hàng đặt tại nhà ở của khách hàng. Các gioa diện băng rộng có thể là ATM 25 hoặc Ethernet. Trong vòng ring truy cập, băng tần có sẵn (STM-1 hoặc STM-4) được sử dụng cho cả lưu lượng đồng bộ và không đồng bộ. Băng tần cho phép lưu lượng ATM được chia sẻ giữa tất cả các nút ATM trong vòng ring, ví dụ tất cả các nút với chức năng ATM có chức năng kết nối chéo ATM cho sự tâp trung lưu lượng ATM. Hình 5.19: Mô hình ATM PON tổ hợp do DSC đề xuất 5.5.2. Hãng NEC: Họ các mạng truy cập băng rộng trong hãng NEC được chia thành hai kiến trúc cơ bản sau: - Hệ thống NEBAX, nó là một mạng FTTC/FTTB dựa trên ATM - Và hệ thống ATM PON Hệ thống NEBAX gồm có các đường truyền dẫn quang 155 Mbit/s từ HDT đến ONU, ONU có thể kết nối thông qua các đường truyền DSL tại nhà ở của khách hàng. Trong hình dưới đây (hình 5.20) một sơ đồ về hệ thống này được đưa ra. Đối với mạng này, cả việc thực hiện bao phủ và tích hợp với các dịch vụ băng hẹp hiện tại là có thể xảy ra. Hình 5.20: Hệ thống NEBAX. Hệ thống ATM PON có thể hoạt động ở 3 chế độ sau: -155 Mbit/s dòng lên và 155 Mbit/s dòng xuống -155 Mbit/s dòng lên và 622 Mbit/s dòng xuống -622 Mbit/s dòng lên và 622 Mbit/s dòng xuống Hình 5.21: Hệ thống ATM PON do NEC đề xuất. 5.5.3. Ericsson: Các dòng sản phẩm băng rộng được đưa ra bởi hãng ERICSSON được thiết kế là hệ thống ANx. ANx được xây dựng, kiến trúc trên dạng băng rộng đa năng, đưa đến cho các nhà khai thác viễn thông là những nhà muốn cung cấp các dịch vụ mới qua các mạng hiện tại hoặc các mạng mới. ANx được cho là một dạng mô hình hệ thống có chi phí thấp mục đích tiến tới cung cấp các dịch vụ như video, thoại, dữ liệu tốc độ cao và các dịch vụ quảng bá số chuyển mạch tới nhà riêng hoặc các cửa hàng nhỏ của các khách hàng. Mục đích, chức năng chính của mạng này là để cung cấp các giao diện của ATMF đến các khách hàng trong một cấu hình FTTH, được trình bày, mô tả trong hình dưới đây (hình 5.22). Hình 5.22: Hệ thống truy cập băng rộng của ERICSSON 5.5.4. Dassault: Dòng các mạng truy cập băng rộng của hãng Dassault được chỉ định là BIRD (Broadband In Residential Domain). Hệ thống này được phát triển cho France Telecom. Trong hệ thống BIRD sợi quang được mang trực tiếp đến tận nhà (FTTH) để bảo đảm một băng tần lớn cho mỗi khách hàng. Các thiết bị này đang được sử dụng để cung cấp cả các dịch vụ băng rộng và dịch vụ băng hẹp. Hệ thống này (xem hình 5.23 dưới đây) là được dựa trên ATM PON ở đó mỗi nút truy cập quản lý tới 4 mạng PON với tỉ lệ chia quang 1:16 cho mỗi PON. Băng tần dòng hướng xuống là 622 Mbit/s và băng tần dòng hướng lên là 38 Mbit/s. Hình 5.23: Mạng truy cập băng rộng của Dassault. 5.5.5. CS Telecom: Dòng các mạng truy cập băng rộng của CS Telecom được chỉ định là DORIS COMPACT và được thiết kế cho việc kết nối truy cập ATM của các khách hàng “chuyên nghiệp” đến các mạng viễn thông của các nhà điều hành, khai thác mạng, thông qua một mạng thụ động đầy đủ được hỗ trợ, cung cấp của công nghệ ATM. Các khách hàng này thường xuyên ở các vùng đô thị hoặc ngoại ô và muốn được lợi từ các lợi thế được cung cấp bởi công nghệ ATM cho các lưu lượng băng rộng của họ. DORIS COMPACT có thể cũng được sử dụng để tạo ra: ã Một mạng truy cập băng rộng lai (hybrid) với một mô hình FTTB hoặc FTTC sử dụng các thiết bị ADSL. ã Một kết nối quang giữa các tổng đài truy cập ATM của mạng đường trục ã Một kết nối giữa các đường truyền dẫn ATM trong các mạng công ty (các mạng chung nhau). Phạm vi hoạt động của hệ thống DORIS COMPACT là 10 km cho một cấu hình “điểm-đa điểm” và 25 km cho một cấu hình “điểm-điểm”. Hệ thống DORIS COMPACT (được mô tả trong hình 5.24 dưới đây) bao gồm một thiết bị tổng đài (OLT) cung cấp một truy cập mạng ATM với tốc độ 155 Mbit/s, dạng khung SDH, với khả năng kết nối tới 16 khách hàng trên PON và một thiết bị khách hàng (ONU) cung cấp một truy cập khách hàng ATM tốc độ 155 Mbit/s, khung dạng SDH, với một tốc độ từ 425 Kbit/s tới 149 Mbit/s Các chức năng chủ yếu được cung cấp bởi hệ thống này là: Phân phối một truy cập ATM 155 Mbit/s tới tối đa 16 ONU qua mạng quang, giao diện với hệ thống quản lý mạng tập trung, giám sát và kiểm tra các thiết bị DORIS và tập hợp các tín hiệu báo hiệu từ tổng đài và thiết bị thuê bao. Kỹ thuật truyền dẫn được sử dụng là TDMA. Hệ thống DORIS COMPACT có thể được đồng bộ bởi tín hiệu đi vào phía OLT (155 MHz) hoặc bởi một đồng hồ nội bộ (19,44 MHz) khi không có tín hiệu đi vào. Hình 5.24: Mô hình truy cập băng rộng do CS Telecom đề xuất Hệ thống này sẽ phát triển lên một hệ thống mà sẽ có một sự kết hợp giữa DORIS và ADSL. Trong kiến trúc này, các ADSL NT sẽ cung cấp cả các giao diện ATMF và giao diện 10baseT tới khách hàng. 5.5.6. Alcatel: Hệ thống B-PON của Alcatel, thuộc về dòng sản phẩm MSAN (Multi-Service Access Networks), được chỉ định là APON và đã có một sự phát triển bắt đầu từ năm 1991. Mặc dù trong giai đoạn thứ nhất, hệ thống này có một tốc độ truyền dẫn đối xứng 155 Mbit/s nhưng nó đã được phát triển thành tốc độ truyền dẫn bất đối xứng 622 Mbit/s cho dòng xuống và 155 Mbit/s cho dòng lên. Các giao diện dịch vụ có tốc độ là 52 Mbit/s và 26 Mbit/s với DMT loại VDSL. Hệ thống này đã được thử nghiệ ở các dự án TECTRIS (Belgacom) và DORA (France Telecom) và đã thu được một số kết quả khả quan. 5.5.7. Broadband Technologies (BBT): Hệ thống của BBT được chỉ định là FLX 2500 và có tính sẵn sàng thương mại hóa. Hệ thống này là sự phát triển của FLX1100 đã được sử dụng trong một số triển khai ở nước Mỹ. BBT cũng cộng tác với France Telecom cho dự án DORA trong sự liên minh với SAT. Hình 5.25: Mô hình truy cập băng rộng do BBT đề xuất Kiến trúc hệ thống FLX 2500 (được mô tả trong hình 5.25) bao gồm các thành phần sau: HDT-Host Digital Terminal ONU-Optical Network Unit FLX connect- là một đường dây cho phép kết nối từ chổ ở của khách hàng tới CPN hoặc PC. Hệ thống này được thiết kế chủ yếu cho việc cung cấp chủ yếu các dịch vụ dựa trên video nhưng cũng có khả năng cung cấp các dịch vụ băng hẹp (ví dụ như thoại). Các ONU khác nhau có thể được tạo thành với các khối cơ bản giống nhau được gọi là nút FLX. Có hai loại nút FLX: nút FLX 16 (cung cấp 16 tủ cáp băng rộng) và nút FLX 32 (cung cấp 32 tủ cáp băng rộng). Chúng cung cấp cả 48 dòng E0 và ngoài ra còn cung cấp 2 dòng E1. Hệ thống BBT này đang được thử nghiệm ở các nơi khác nhau như trong các dự án của South-western Bell (ở Richardson-Texas) với một sốlượng khách hàng dự đoán là hơn 38000. ở Hàn Quốc có khoảng 1000 khách hàng dùng hệ thống này. 5.5.8. Philips: Các thiết bị được đưa ra bởi hãng Philips là các thiết bị dòng COM21. Hệ thống mạng truy cập này cung cấp sự truyền dẫn số chuyển mạch tế bào tín hiệu thoại, dữ liệu tốc độ cao, và truyền hình ảnh nền qua các mạng cáp đồng hiện tại và mạng HFC với công nghệ truyền tải ATM. Hệ thống này (xem hình 5.26 dưới đây) được chia thành các phần sau: - Chuyển mạch kênh đầu cuối: ComControler - Modem cáp: ComPort - Hệ thống quản lý mạng: NMAPS Hình 5.26: Mô hình truy cập băng rộng do Philips đề xuất Hệ thống truy cập này cung cấp một mức độ điều khiển và linh hoạt cao tới việc quản lý băng tần một cách hiệu quả trong mạng đối với một số lượng loại khách hàng khác nhau và các yêu cầu dịch vụ khác nhau. Hệ thống này cho phép một nhà cung cấp dịch vụ thiết lập các mức dịch vụ riêng biệt, với mỗi ngưỡng băng tần riêng biệt. Hệ thống này cho phép đối với 16 lớp riêng biệt được gọi là các mức dịch vụ. 5.5.9. Ascom: Giải pháp của Ascom về các mạng truy cập ATM được gọi là ATMLightRing. Đây là dòng sản phẩm được dựa trên một mô hình vòng ring sợi quang được thiết kế cho truy cập sóng mang tốc độ cao và các mạng đường trục tập trung. Hệ thống này bao gồm một chuỗi các nút truy cập được kết nối qua một vòng sợi quang kép (xem hình 5.27 dưới đây). Hình 5.27: ATMLightRing-Mô hình truy cập băng rộng do Ascom đề xuất Phần IV: Chương 6: Kết luận và phương án triển khai ATM PON ở Việt Nam. 6.1. Kết luận về hệ thống ATM PON: Có thể thấy rằng nhu cầu về dịch vụ ngày nay xuất hiện càng nhiều, không những phong phú về chủng loại, về số lượng mà còn cả về chất lượng. Các nhu cầu về các dịch vụ băng rộng tiên tiến ngày càng gia tăng mà các dịch vụ mới yêu cầu một băng tần lớn mà hầu như các mạng hiện tại rất ít khi đáp ứng được. Vì vậy cần có một sự nâng cấp hoặc lắp đặt, thiết kế các mạng mới nhằm đáp ứng nhu cầu dịch vụ đó. Với sự xuất hiện của công nghệ cáp quang, đã mở ra một kỹ thuật truyền dẫn tuyệt vời. Nó là một phương tiện truyền dẫn có băng thông rất lớn, có thể nói là hầu như không giới hạn. Vì vậy các tín hiệu băng rộng có thể được truyền rất hiệu quả qua đường truyền này. Tuy nhiên chi phí cho các hệ thống truyền dẫn cáp quang này rất đắt, đòi hỏi phải có một cấu hình, một kiến trúc quang sợi phù hợp, có chi phí thấp mà vẫn cung cấp hiệu quả được các loại dịch vụ. Mạng PON chính là một hệ thống truyền dẫn mà tiết kiệm được sợi quang nhất, thỏa mãn được yêu cầu đó. Hệ thống PON có nhiều loại kiến trúc, trong đó kiến trúc dạng “cây và nhánh” được sử dụng nhiều nhất với các loại cấu hình khác nhau như: FTTR: Fiber To The Rural: Sợi quang đến vùng nông thôn FTTC: Fiber To The Curb: Sợi quang đến vùng dân cư/khu nhà FTTF: Fiber To The Floor: Sợi quang đến tận nhà FTTB: Fiber To The Building: Sợi quang đến tòa nhà FTTO: Fiber To The Office: Sợi quang đến cơ quan/công sở và cuối cùng là sợi quang được đưa đến tận gia đình để đạt được cáp quang hóa thuê bao FTTH – Fiber To The Home. Các bước cáp quang hóa thuê bao có thể được mô tả trong hình 6.1. Hệ thống PON có thể dần từng bước thực hiện cáp quang hóa toàn bộ thuê bao thông qua triển khai các cấu hình của nó. Hình 6.1: Các bước cáp quang hóa hoàn toàn thuê bao. Mạng PON là một hệ thống truyền dẫn cung cấp hiệu quả cả các dịch vụ băng rộng cũng như các dịch vụ băng hẹp ISDN truyền thống. Nhưng chỉ với một kỹ thuật truyền dẫn như vậy thôi thì chưa đủ. Vì để đáp ứng cho một số lượng lớn các loại dịch vụ thì mạng B-ISDN ngoài đòi hỏi phải có độ rộng băng tần lớn để truyền dẫn thì còn cần phải có một kỹ thuật chuyển mạch linh hoạt. Tuy nhiên kỹ thuật chuyển mạch để xây dựng mạng B-ISDN lại đang tụt hậu so với sự tiến bộ to lớn của kỹ thuật truyền dẫn. Sự không tương xứng đó là một thử thách mới đối với những nhà nghiên cứu để tạo ra công nghệ chuyển mạch mới có tốc độ chuyển mạch nhanh hơn, rẻ tiền hơn và linh hoạt hơn. Và phương thức chuyển giao không đồng bộ ATM đã được CCITT (I.121) khuyến nghị để dùng cho mạng B-ISDN và thực tế đã đáp ứng được sự trông đợi đó. ATM vừa có ưu điểm chuyển mạch tốc độ nhanh, rẻ tiền, dễ hoạt động và mềm dẻo. Nó có ưu thế vượt hẳn phương thức chuyển giao đồng bộ STM được sử dụng trong hầu hết các hệ thống truyền dẫn trước đó. Sự kết hợp giữa công nghệ ATM và mạng PON đã mở ra một hệ thống truy cập băng rộng hiệu quả nhất, kinh tế nhất và là xu hướng tất yếu cho quá trình cáp quang hóa các thuê bao. 6.2. Phương án triển khai mạng ATM PON ở Việt Nam: 6.2.1. Đặc điểm mạng viễn thông hiện tại ở nước ta và xu hướng phát triển: Các đặc điểm mạng viễn thông hiện tại ở nước ta và xu hướng phát triển được trình bày ở trong bảng 6.1. Mạng Phương thức truyền dẫn Xu hướng phát triển Quốc tế Cáp quang Vệ tinh Cáp quang Vệ tinh Đường trục liên tỉnh Cáp quang Vi ba Cáp quang Nội tỉnh Vi ba, vô tuyến Cáp quang Vi ba Truy cập Thuê bao Cáp đồng Vô tuyến Vệ tinh Cáp đồng Vô tuyến Cáp quang Vệ tinh Bảng 6.1: Mạng viễn thông hiện tại và xu hướng phát triển. Phân tích các đặc điểm của mạng viễn thông của nước ta hiện tại và xu hướng phát triển của nước ta đối với mạng truy cập thuê bao, có thể thấy được rằng các mạng truy cập thuê bao có dây ngày nay chủ yếu là cáp đồng, trong thời gian tới có thể được bổ sung thêm cáp đồng nhưng xu hướng chủ yếu là tiến tới cáp quang hóa mạng truy cập thuê bao. Vì vậy việc triển khai mạng ATM PON đối với mạng viễn thông nước ta được thực hiện bằng việc nâng cấp các mạng cáp đồng hiện tại. 6.2.2. Phương án triển khai mạng ATM PON ở nước ta: 6.2.2.1. Chuyển từ mạng HFC lên ATM PON: Mạng HFC hiện nay ở nước ta đang được triển khai mạnh mẽ ở nhiều thành phố và các tỉnh lớn như Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Nghệ An, Hà Tây… vì nhu cầu về loại hình dịch vụ này càng tăng và được đông đảo mọi người càng ngày càng chú ý, hầu như các gia đình nơi có hệ thống truyền hình cáp triển khai đều đăng ký thuê bao. Số lượng thuê bao truyền hình cáp ở cáp thành phố lớn ngày càng nhiều. Có thể nói rằng mạng truyền hình cáp mới được triển khai ở nước ta chưa được bao lâu nên số lượng thuê bao này mạng truyền hình cáp hiện tại có thể đáp ứng được, cũng chưa thể cáp quang hóa được các hộ thuê bao này. Mạng truyền hình cáp hiện nay đang lai giữa cáp quang và cáp đồng (HFC). Nhưng sau này khi mà mạng truyền hình cáp đã triển khai rộng, số lượng thuê bao ngày càng tăng dần lên, không những ở các tỉnh, thành phố lớn có truyền hình cáp mà hầu như các tỉnh, thành phố khác cũng triển khai, tạo thành một mạng rộng, với quy mô lớn, với một số lượng thuê bao lớn. Khi đó cần phải có một sự nâng cấp từ các hệ thống HFC lên ATM PON để thỏa mãn được các nhu cầu về dịch vụ truyền hình cáp cũng như xu hướng cáp quang hóa mạng truy cập thuê bao… Theo dự đoán thì có thể hơn 15 năm nữa thì mới có thể nâng cấp hệ thống HFC lên ATM PON. 6.2.2.2. Chuyển từ mạng cáp đồng lên ATM PON: Các mạng truy cập thuê bao hiện giờ ở nước ta chủ yếu là các hệ thống cáp đồng. Nhu cầu dịch vụ ở nước ta ngày nay không chỉ dừng lại ở các dịch vụ băng rộng truyền thống nữa mà đã bắt đầu xuất hiện ngày càng nhiều nhu cầu về các dịch vụ băng rộng. Nhưng số lượng khách hàng yêu cầu về các dịch vụ băng rộng này chưa nhiều và hầu như đó là những nhóm người hoặc các doanh nghiệp, các tổ chức chính phủ, nhà nước là chủ yếu. Vì vậy việc xây dựng mới một hệ thống truy cập mới để cung cấp dịch vụ băng rộng mới cho số lượng khách hàng này là không hợp lý, không kinh tế. Vì chi phí xây dựng cho một hệ thống truy cập quang là rất đắt, mà số lượng thuê bao thì ít, không phân bố không đều. Các hệ thống cáp đồng hiện tại cung cấp dịch vụ cho đông đảo thuê bao và phân bố rất đều và rất rộng, trên phạm vi toàn quốc. Vì vậy để cung cấp hiệu quả các dịch vụ băng rộng thì phải nâng cấp hệ thống cáp đồng hiện tại này thành hệ thống truy cập quang ATM PON thì sẽ hợp lý, hiệu quả và kinh tế hơn. Sau này sẽ rất tiện lợi cho việc cáp quang hóa thuê bao trên phạm vi rộng mang tính toàn quốc. Các từ viết tắt: AAL ATM Adaptation Layer Lớp thích ứng ATM AC Access Concentrator Bộ tập trung truy cập ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường thuê bao số bất đối xứng AIU Access Interface Unit Khối giao diện truy cập AN Access Network Mạng truy cập ANN Access Network Node Nút mạng truy cập ASP Active Splitter Bộ chia tích cực AON Active Optical Network Mạng quang tích cực ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ ATC ATM Transfer Capability Khả năng truyền tải ATM ATDM Asynchronous TDM Ghép kênh theo thời gian không đồng bộ ATMF ATM Forum Diễn đàn ATM BB Broadband Băng rộng B-ISDN Broadband ISDN Mạng ISDN băng rộng BPON Broadband PON PON băng rộng CATV Cable Television (Commuty Antenna TV) Truyền hình cáp CCITT International Telegraph and Telephone Consultative Committee ủy ban nghiên cứu về điện thoại và điện báo quốc tế CO Central Office Tổng đài trung tâp CLR Cell Loss Rate Tỷ lệ tổn thất tế bào CPI Common Part Indication Chỉ thị phần chung CPN/E Customer Premises Network/Equipment Mạng/Thiết bị nơi ở khách hàng CS Combination Subclass Phân lớp kết hợp DBR Deterministic Bit Rate Tốc độ bit xác định DLC Digital Loop Carrier Vòng lặp sóng mang số DSL Digital Subscriber Line Đường thuê bao số DSLAM DSL Access Multiplexer Bộ ghép kênh truy cập DSL DVB Direct Video Broadcasting Quảng bá truyền hình trực tiếp FDDI Fiber Distributed Data Interface Giao diện dữ liệu sợi quang phân bố FP Flexibility Point Điểm uốn, trích tín hiệu FSAN Full Services Access Network Mạng truy cập dịch vụ đầy đủ FTTB/C Fiber-To-The-Business (Building)/Curb Sợi quang tới tòa nhà/vùng dân cư FTTCab Fiber-To-The-Cabinet Sợi quang tới các cabin FTTH Fiber-To-The-Home Sợi quang tới gia đình GFC General Flow Control Điều khiển luồng chung GPON Gigabit PON Mạng PON tốc độ cao hàng Gigabit/s HEC Header Error Control Giám sát lỗi phần ghép đầu HFC Hybrid Fibre Coax Cáp đồng trục lai sợi IDU Interface Data Unit Khối dữ liệu giao diện IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers Viện nghiên cứu, thiết kế về điện và điện tử ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số liên kết đa dịch vụ LAN Local Area Network Mạng cục bộ LEX Local Exchange Tổng đài nội hạt LMDS Local Multipoint Distribution System Hệ thống phân phối đa điểm nội hạt LT Line Termination Đầu cuối đường dây LTHE Local Terminal Head End Đầu cuối thiết bị nội hạt MAC Medium Access Control Điều khiển truy cập đường truyền MDF Main Distribution Frame Khung phân bố chính MMDS Multichannel Multipoint Distribution System Hệ thống phân bố đa điểm đa kênh MPCP Multi-Point Control Protocol Giao thức điều khiển đa điểm NB Narrow Band Băng hẹp NIU Network Interface Unit Khối giao diện mạng NNI Network Node Interface Giao diện nút mạng NT Network Termination Thiết bị đầu cuối mạng OAM&P Operation, Administration, and Mainteinment Protocol Giao thức điều hành, quản lý và bảo dưỡng mạng ODF Optical Distribution Frame Khung phân bố quang ONU/T Optical Network Unit/Termination Khối /Thiết bị đầu cuối mạng quang OLT Optical Line Termination Đầu cuối đường dây quang PBX Private Branch Exchange Tổng đài riêng PDU Protocol Data Unit Khối dữ liệu giao thức PLC Planar Light Circuit Mạch phát quang hai chiều PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động POP Point Of Presence Điểm xuất hiện (sóng mang) POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ điện thoại truyền thống đơn giản PP Point to Point Điểm tới điểm PRM Protocol Reference Model Mẫu tham chiếu giao thức PT Payload Type Loại tải QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RDU Remote Distribution Unit Khối phân bố từ xa RM Resource Management Quản lý nguồn RFI Request for Information Yêu cầu cho thông tin RU Remote Unit Khối/đơn vị từ xa, đầu xa SAP Service Access Point Điểm truy cập dịch vụ SBR Statistical Bit Rate Tốc độ bit thống kê SDH Synchronous Digital Hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng bộ SDU Service Data Unit Khối dữ liệu dịch vụ SNI Service Node Interface Giao diện nút dịch vụ SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ SP Splitter Bộ chia SU Service Unit Khối (đơn vị) dịch vụ TA Terminal Adaptor Bộ tương thích đầu cuối TDM Time Division Multiplex Ghép kênh theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo thời gian TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối TMN Telecommunications Management Network Mạng quản lý thông tin UNI User Network Interface Giao diện mạng – khách hàng VBR Variable Bit Rate Tốc độ bit có thể điều chỉnh UPC Usage Parameter Control Điều khiển thông số sử dụng VC Virtual Channel Kênh ảo VCC Virtual-Channel Connection Kết nối kênh ảo VCI VC Identifier Bộ nhận dạng VC VDSL Very High Speed Digital Subscriber Line Đường thuê bao số tốc độ rất cao VP Virtual Path Đường dẫn ảo VPC Virtual-Path Conection Kết nối đường dẫn ảo VPI VP Identifier Bộ nhận dạng VP VPS Virtual Path Signaling Tín hiệu xác định luồng ảo WDM Wave Division Multiplex Ghép kênh theo bước sóng WDMA Wave Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo bước sóng WLL Wireless Local Loop Vòng cục bộ không dây Tài liệu tham khảo: Một số tài liệu tham khảo sau đây có thể nghiên cứu sâu hơn về hệ thống truy cập quang ATM PON: ATM Fundametals ATM PON Tutorial ATM-PON for Optical Communication Transmission/Reception Optical Module ATM Optical Access System ATM PON Configures Asynchronous Transfer Mode (ATM) Passive Optical Networks (PONs) Broadband Media Services Implementation strategies for advanced access networks PON for broadband PONdering the Future of Access Passive optical networks bring broadband to the local loop PHụ lục: Các tổ chức tiêu chuẩn thế giới AFNOR Association Francaise de Normalisation ANSI American National Standards Institute AOW Asian – Oceanic Workshop BCS British Computer Society BSI British Standards Institute CCIR International Radio Consultative Committee CCITT Internaltional Telegraph anh Telecommunication Administrations CEN/Cenelec Comite European de Normalisation Electronique CEPT European Conference of Postal and Telecommunication Adminitrations COS Corporation for Open System International COSINE Corporation for Open System International Networking in Europe DIN Deutsches Institute fur Norming DOD-ADA US Department of Defense-ADA Joint Program Office ECMA European Computer Manufacturers Association ECSA Exchange Carriers Standards Association EDIFACT Western European Electronic Data Interchange for Adminitration Commerce and Transportation EMUG MAP/TOP User Group ETSI European Telecommunications Standard Institute EWOS European Open System Workshop GOST USSR State Committee for Standards IEC International Electrotechnical Commission IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers IAB/EITF Internet Activities Board/Internet Engineering Task Force ISA Integrated Systems Architectures ISO International Organization of Standardization ITU-T International Telecommunications Union – Telecommunications ITRC Information Technology Requirements Council JISC Japan Industrial Standards Associaton JSA Japan Standards Association JTC1 Joint Technical Committee 1- Information Technology NIST National Institute for Standardss and Technology NNI Neiderlands Normalisalle Institute OSF Open Soft Foundation POSI Pacific OSI Group SAA Standards Association of Australia SCC Standards Council of Canada SIGMA Unix Open Application Group – Japan Mục lục Lời giới thiệu Ngày nay nhu cầu về các dịch vụ viễn thông ngày càng đa dạng, không những chỉ các nhu cầu băng hẹp truyền thống như dịch vụ thoại mà xuất hiện thêm các dịch vụ băng rộng mới như các dịch vụ video (VOD, HDTV), các dịch vụ đa phương tiện… Các dịch vụ băng rộng mới này có đặc điểm là dải tần xử lý rất lớn nên cần có các hệ thống truyền dẫn băng thông lớn và hệ thống chuyển mạch linh hoạt. Sự phát triển của các công nghệ truyền dẫn mới, đặc biệt là sự ra đời của sợi quang đã mở ra một khả năng băng tần hầu như vô hạn, có thể truyền tải được hầu như tất cả các dịch vụ này. Bên cạnh đó, công nghệ chuyển mạch ATM đã được ứng dụng trong hầu hết các mạng viễn thông trước đó đã tỏ ra là một ưu thế lớn, và cũng mềm dẻo trong việc chuyển mạch các dịch vụ. Vì vậy để cung cấp một cách hiệu quả các dịch vụ băng rộng, đòi hỏi phải có sự kết hợp giữa các hệ thống truyền dẫn băng thông lớn và hệ thống chuyển mạch linh hoạt. Việc kết hợp công nghệ mạng PON và công nghệ ATM là để tận dụng ưu điểm của hai công nghệ này để cung cấp các dịch vụ băng rộng một cách hiệu quả nhất, tiết kiệm nhất, tối ưu nhất. Nội dung đồ án tốt nghiệp này bao gồm bốn phần: Phần I giới thiệu sơ qua về các đặc điểm của các mạng thông tin hiện nay, thực trạng và giải pháp, cũng như sự xuất hiện của các loại hình dịch vụ băng rộng mới; Phần II là nghiên cứu về các công nghệ mới bao gồm các công nghệ truyền dẫn mới và các công nghệ chuyển mạch. Cụ thể là nghiên cứu về công nghệ ATM và khả năng cung cấp dịch vụ của nó, nghiên cứu về công nghệ mạng PON và khả năng cung cấp dịch vụ của nó; Phần III nghiên cứu về hệ thống ATM PON và khả năng cung cấp dịch vụ băng rộng; Phần IV là tóm tắt, kết luận về hệ thống ATM PON và khả năng ứng dụng vào mạng viễn thông ở nước ta. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy Trần Văn Cúc, người trực tiếp hướng dẫn em, đã giúp đỡ em tận tình trong suốt quá trình làm đồ án này. Em cũng xin cảm ơn các thầy giáo và các anh chị ở Viện KHKT Bưu điện đã tạo điều kiện giúp đỡ em. Mặc dù em đã cố gắng hết sức nhưng không thể nào tránh khỏi những thiếu sót. Em hi vọng sẽ nhận được sự góp ý, nhận xét, đánh giá của các thầy về đề tài này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy.