Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông Luận văn Phương pháp đánh giá chất lượng mạng cáp thông tin sợi đồng cung cấp dịch vụ DSL SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003 -1- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông MỤC LỤC Phần 1: Khái quát về DSL tr.5 1. Sự ra đời của kỹ thuật DSL tr.5 2. Vòng thuê bao DSL tr.8 3. Kỹ thuật DSL tr.10 4. Các thành phần của hệ thống DSL tr.14 5. Các phiên bản DSL tr.20 Phần 2: Các phép đo đánh giá chất lượng tr.30 1. Trở kháng đặc tính tr.32 2. Phối hợp trở kháng tr.32 3. Suy hao phản hồi tr.33 4. Suy hao chèn tr.33 5. Cân bằng dọc tr.34 6. Xuyên kênh tr.34 7. Nhiễu tr.34 8. Lỗi đường dây tr.38 9. Đo thử ADSL tr.43 10. Tầm quan trọng của đánh giá mạng cáp đồng tr.51 11. Phương pháp sử dụng máy đo tr.51 12. Các chiến lược đánh giá tr.53 Kết luận tr.54 Phần 3: Nhận xét của giáo viên hướng dẫn tr.55 SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003 -2- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo - Thạc sỹ Vũ Hồng Sơn cùng toàn thể các cô chú, anh chị làm việc ở Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện, những người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực tập. Em xin bày tỏ lời cảm ơn đến những thầy cô giáo đã giảng dạy em trong ba năm qua, những kiến thức mà em nhận được trên giảng đường sẽ là hành trang giúp em vững bước trong tương lai. Sinh viên Lê Tuấn Anh SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003 -3- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông LỜI NÓI ĐẦU Từ đầu những năm 1990 các dịch vụ Internet bùng nổ mở đầu cho nhu cầu truyền thông số liệu tăng nhanh. Thời kỳ này các modem tương tự còn được sử dụng phổ biến để truy cập dữ liệu được truyền qua mạng PSTN. Tuy nhiên, càng ngày các yêu cầu của khách hàng càng cao hơn và các modem tương tự với tốc độ thấp không đáp ứng được. Hơn nữa, các mạng PSTN được xây dựng để phục vụ các dịch vụ thoại truyền thống phải đối mặt với tình trạng tắc nghẽn trầm trọng do việc truyền số liệu chiếm thời gian lớn hàng chục phút. Thực tế này thúc đẩy các nhà nghiên cứu viễn thông phải nhanh chóng tìm ra một giải pháp hiệu quả để cung cấp các dịch vụ băng rộng tới khách hàng. Trong số các giải pháp được đưa ra, công nghệ đường dây thuê bao số DSL (Digital Subscriber Line) nổi bật ở tính khả thi hơn cả. Không những đáp ứng được yêu cầu truyền số liệu tốc độ nhanh hàng chục Mbps và đưa thông tin qua mạng truyền số liệu mà công nghệ này còn không đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu lớn. Sở dĩ có những đặc tính hấp dẫn như vậy thứ nhất là do loại bỏ được giới hạn băng tần thoại, sử dụng toàn bộ băng tần hàng chục MHz của đôi dây đồng và áp dụng các kỹ thuật tiên tiến tăng số bit/baud và thích ứng tốt với môi trường truyền dẫn của đôi dây đồng. Thứ hai là do chỉ hoạt động trên đôi dây đồng của mạch vòng thuê bao nên khi triển khai sẽ tận dụng được cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng truy nhập đã được xây dựng rộng khắp trên thế giới từ trước tới nay. Chính vì vậy mà công nghệ DSL đã được lựa chọn như một công nghệ dẫn đầu cho việc xây dựng mạng truy nhập trên toàn thế giới. Trong giai đoạn hiện nay, các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế và các nhóm làm việc liên quan như ANSI, SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003 -4- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông ETSI, ITU, UAWG, T1E1.4, ADSL Forum đang nỗ lực đưa ra các tiêu chuẩn chung cho các công nghệ này. Trên thế giới các nhà khai thác và quản lý viễn thông cũng đã đưa công nghệ DSL vào mạng của mình và dự đoán số thuê bao DSL sẽ tăng nhanh từ 18,7 triệu thuê bao năm 2002 tới trên 200 triệu thuê bao vào năm 2005, và tại thời điểm hiện nay là khoảng gần 700 triệu thuê bao DSL. Sau một thời gian nghiên cứu, được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Ths.Vũ Hồng Sơn. Em đã nghiên cứu tổng quan về “Phương pháp đo đánh giá chất lượng mạng cáp thông tin sợi đồng cung cấp dịch vụ DSL”. Tuy nhiên vì thời gian và kiến thức còn nhiều hạn chế nên bản báo cáo này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý giúp đỡ của các thầy cô giáo trong Khoa Viễn thông và các bạn để bản báo cáo thực tập của em được hoàn thiện tốt hơn. SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003 -5- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông Phần 1. KHÁI QUÁT VỀ DSL I. Sự ra đời của kỹ thuật DSL DSL (Digital Subscriber line: đường dây thuê bao số) là họ đường dây thuê bao số gồm nhiều công nghệ có tốc độ, khoảng cách truyền dẫn khác nhau và được ứng dụng vào các dịch vụ khác nhau… được sử dụng đầu tiên với IDSL (Integrated Services Digital network: mạng số đa dịch vụ) là mạng tiên phong trong việc số hóa dịch vụ thoại, tích hợp với dịch vụ số liệu truyền tải từ người sử dụng đến người sử dụng. Nhiều đặc tính tiến bộ của phiên bản DSL sau này được lấy từ thực tế của IDSL. Trong những năm đầu 1990 nhiều nhà cung cấp đã mạnh dạn dùng 2B1Q ở tốc độ truyền dẫn cao hơn để cung cấp các đường truyền T1 và E1 mà không dùng các trạm tiếp vận. Kỹ thuật được sử dụng là chia dịch vụ 1544Kbps thành 2 cặp dây (4 dây), mỗi đôi dây hoạt động ở tốc độ 748Kbps. Bằng cách chia dịch vụ qua 2 đôi dây và tăng số bit thông tin trên mỗi tín hiệu làm cho tốc độ truyền dẫn trên mỗi đôi dây cần phổ tần hẹp hơn và cho phép thực hiện đường dây thuê bao dài hơn. Kỹ thuật này gọi là đường dây thuê bao số tốc độ cao (HDSL: Hight-bit-rate Digital Subsciber Line). Kết quả là HDSL trên nền tảng dịch vụ DS-1 đã có thể truyền tải qua khoảng cách dài đến 4km cho cỡ dây 24AWG và 3km cho cỡ dây 26AWG mà không phải bố trí các trạm tiếp vận. HDSL E1 dựa trên 2B1Q ban đầu chia dịch vụ 2048Kbps thành 3 đôi dây (6 dây) đê cố gắng đạt được độ dài vòng thuê bao mong muốn. Khi kỹ thuật đã được hình thành và việc thực hiện được cải tiến HDSL E1 chuyển sang sử dụng 2 đôi dây, mỗi dây hoạt động ở tần số 1168Kbps giống như với đường truyền T1. SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003 -6- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông Hình 1.1.1. Mô hình thay thế T1/E1 không có các trạm tiếp vận Hình 1.1.2. Mô hình HDSL2 thay thế T1 Cùng với 2B1Q hãng Paradyne bắt đầu phát triển một hệ thống thu phát tương tự HDSL sử dụng một kiểu mã hóa gọi là kỹ thuật điều chế CAP (Carrierless Amplitude and Phase). Giống như mã 2B1Q, CAP là một kỹ thuật mã hóa tiên tiến cho phép truyền nhiều bit thông tin trên một chu kỳ tín hiệu hay baud. Tuy nhiên CAP được thiết kế để có thể truyền từ 2 đến 9 bit trên một chu kỳ tín hiệu. Điều này cho phép các máy thu phát dựa trên ký thuật CAP phát một lượng thông tin sử dụng phổ tần nhỏ hơn 2B1Q nghĩa là suy hao tín hiệu nhỏ hơn và vòng thuê bao dài hơn. Cả hai phương pháp mã hóa 2B1Q và CAP đều được 2 tổ chức tiêu chuẩn hóa là viện tiêu chuẩn hóa quốc gia Hoa kỳ (ANSI) và Viện tiêu chuẩn hóa viễn thông châu Âu (ETSI) thực hiện tiêu chuẩn hóa cho HDSL. SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003 -7- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông Có một vài trường hợp các nhà sản xuất phát triển các sản phẩm sử dụng các ký thuật mã hóa khác với 2B1Q và CAP. Tuy nhiên, những trường hợp này là riêng lẻ và không được các cơ quan tiêu chuẩn hóa thừa nhận. Hình 1.1.3. So sánh phổ tần của HDSL và T1 sử dụng AMI Hình 1.1.4. So sánh giữa tốc độ đường truyền và độ dài vòng thuê bao Bảng 1. công nghệ xDSL trên đường dây cáp đồng so với modem qua PSTN SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003 -8- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông HDSL hoạt động ở 1544kbps (đường truyền T1 ở Hoa Kỳ) và ở 2048kbps (đường truyền E1 ở châu Âu). ở cả 2 tốc độ này HDSL đều là đối xứng (tốc độ như nhau ở cả 2 hướng). HDSL hoạt động ở tốc độ 1544kbps sử dụng đôi dây xoắn đôi với độ dài tối đa là 5km còn HDSL hoạt động ở 2048kbps sử dụng 3 đôi cho cùng khoảng cách này. Phiên bản mới nhất của HDSL là HDSL2 chỉ dùng 1 đôi dây. SDSL là giải pháp cố gắng sử dụng 1 đôi dây cáp xoắn dài dưới 3,3km và có tốc độ ngang ngửa với HDSL. SDSL cung cấp truyền tải 768kbps và vì chỉ HDSL2 thực hiện được tất cả chức năng truyền tải của SDSL và còn tốt hơn nên về sau SDLS sẽ bị thay thế bởi HDSL2. ADSL khắc phục nhược điểm cự ly thông tin ngắn của SDSL so truyền tải song công đối xứng bằng cách thực hiện truyền song công bất đối xứng thích hợp với các dịch vụ dải rộng ngày nay và đưa cự ly thông tin đến 6km. VDSL là thành viên mới nhất của họ xDSL với tốc độ truyền tải nhanh nhất và cự ly truyền tải thên cáp đồng lên đến 1,5km phục vụ chủ yếu cho ATM. II. Vòng thuê bao DSL Với công nghệ DSL đường dây thuê bao cáp đồng xoắn đôi vẫn như cữ nhưng lắp thêm một số thiết bị cho phép nhà cung cấp dịch vụ thực hiện dịch vụ thoại và dữ liệu tốc độ cao. ở phía thuê bao thoại được phát qua tín hiệu điện thoại tương tự vào vòng thuê bao cáp đồng. Số liệu cũng được truyền tải trên cùng đường dây với điện thoại nhưng phải qua một bộ modem DSL phát số liệu qua tín hiệu số dung lượng lớn tần số cao. Những tín hiệu này được gửi từ thuê bao cho tổng đài nội hạt. Ở tổng đài nội hạt tín hiệu được chuyển sang cho một bộ tách tín hiệu (splitter) và SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003 -9- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông một hệ thống quản lý vòng thuê bao (local-loop management system) đến bộ ghép truy xuất đường dây thuê bao số (DSLAM: Digital Subscriber Line Access Multiplexer). Bộ tách tín hiệu lọc tín hiệu điện thoại tiêu chuẩn và chuyển cho bộ chuyển mạch thoại còn tín hiệu số dung lượng lớn được đưa đến bộ DSLAM để nhận biết, ghép tín hiệu từ nhiều đường dây thuê bao khác nhau. Hệ thống quản lý vòng thuê bao có thể nằm trước hoặc sau bộ tách tín hiệu có chức năng kiểm tra dịch vụ điện thoại thuần tuý (POTS: Plain Old Telephone Service) và kiểm tra tín hiệu số dung lượng lớn để trợ giúp cài đặt dịch vụ, bảo dưỡng và sửa chữa. Từ DSLAM, dữ liệu số được đưa qua một bộ định tuyến (router) để chuyển đến mạng Internet. Hình 1.2.1. Vòng thuê bao DSL Để cung cấp dịch vụ truyền tải dữ liệu tốc độ cao và dịch vụ thoại đa kênh nhà cung cấp dịch vụ cần phải lắp đặt thêm nhiều thiết bị. Ở tại thuê bao các đường dây thoại và số liệu được kết nối đến một thiết bị truy xuất tích hợp (IAD: Integrated Access Device). Tại đây tín hiệu thoại được gói hoá (packetize) và tín hiệu thoại dạng gói cùng với dữ liệu được ghép lại và được truyền dưới dạng tín hiệu số dung lượng lớn tần số cao đến tổng đài nội hạt (CO: Central Office). Ở tổng đài nội hạt tín hiệu được chuyển qua hệ thống quản lý đường dây thuê bao và được tiếp nhận tại DSLAM. Hệ thống quản lý vòng thuê bao có chức năng kiểm tra dịch vụ điện thoại thuần tuý (POTS: Plain Old Telephone Service) và kiểm tra tín hiệu số dung lượng lớn để trợ giúp cài đặt dịch vụ, bảo dưỡng và sửa chữa. Bộ DSLAM nhận biết và ghép tín hiệu từ nhiều đường dây thuê bao khác nhau. SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003 -10- [...]... giá chất lượng mạng cáp đồng xem nó có phù hợp để hỗ trợ các dịch vụ DSL hay không Chúng ta đều biết là mạng cáp đồng được tối ưu để cung cấp dịch vụ thoại tương tự chứ không để truyền các tín hiệu tần số cao như DSL Các cuộn cảm (Load coil) làm tăng phạm vi phục vụ dịch vụ thoại nhưng lại hạn chế nghiêm trọng dịch vụ DSL Các nhánh cầu (Bridge tap) thường được lắp đặt để cung cấp dịch vụ thoại tương... giản hoá việc lắp đặt dịch vụ thì nó cũng giúp các nhà cung cấp dịch vụ một tuỳ chọn giảm bớt mức độ dịch vụ khi chất lượng vòng thuê bao giảm Ngày nay có nhiều công nghệ DSL khác cũng cung cấp tốc độ biến đổi và các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng chức năng thay đổi tốc độ để kiểm tra mức độ chấp nhận đối với các dịch vụ khác nhau SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003 -26- Báo cáo thực tập cuối khóa Học... loại dịch vụ, dạng chủ yếu của mạng hiện tại, dự định của khách hàng về các dịch vụ trong tương lai Bảng 2 sau sẽ minh hoạ tổng kết về các phiên bản của công nghệ DSL đã được đề cập SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003 -30- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông Phần 2 CÁC PHÉP ĐO ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG Trước khi triển khai dịch vụ DSL, chúng ta phải kiểm tra, đánh giá chất lượng. .. nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng chọn, cung cấp dịch vụ, giám sát thực hiện và báo cáo mức độ thực hiện so với SLA SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003 -21- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông V Các phiên bản DSL Các hệ thống thu phát hiện nay có thể đạt được tốc độ của T1 hay E1 trên chỉ một đôi dây thuê bao ở cự ly của một hệ thống HDSL thông thường Ứng dụng HDSL... nhà cung cấp Internet Phương pháp này tỏ ra thích hợp cho việc tập trung đơn giản các dịch vụ với nổ lực lớn nhất nhưng lại cồng kềnh và bất khả thi khi nhà cung cấp dịch vụ cố gắng đem lại cho khách hàng đa dịch vụ và nhiều mức chất lượng dịch vụ khác nhau Khách hàng sử dụng DSLAM thế hệ thứ nhất về cơ bản bị giới hạn ở một mức chất lượng trên các kết nối PVC (Permanent Virtual Circuit) Mô hình đa dịch. .. -17- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông Thành phần này cung cấp giao tiếp truyền dẫn chính cho hệ thống DSLAM Thiết bị này có thể cung cấp các giao tiếp cụ thể như T1/E1, T3/E3, OC-1, OC-3, OC-12, STS-1 và STS-3 Mạng thuê bao nội hạt tận dụng mạng thuê bao điện thoại liên đài làm cơ sở Để cung cấp khả năng kết nối giữa các nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng dịch vụ. .. VDSL dẫn tới sử dụng một mô hình hơi khác với các hệ thống DSL truyền thống Trong mô hình VDSL các bộ DSLAM được dời ra khỏi tổng đài nội hạt và đưa về gần thuê bao hơn Các bộ DSLAM được nuôi bằng các đường cáp quang Tốc độ cao của VDSL mở ra một cơ hội cho các nhà cung cấp dịch vụ đưa ra thế hệ dịch vụ mới của DSL, với video trở thành dịch vụ cơ sở Ở tốc độ 52 Mbps một đường dây VDSL có thể cung cấp. .. ty cung cấp đến lắp đặt Với các loại dịch vụ dựa trên DSL thực hiện qua các kết nối điện thoại đơn thuần POTS thì đây là chọn lựa quan trọng nhất khi lắp đặt Trong khi các sản phẩm dựa trên RADSL cung cấp khả năng tách tần số các đường thoại đơn thuần POTS khỏi dịch vụ số liệu phổ tần dải thì một vài kỹ thuật không sử dụng bộ tách dịch vụ mới hơn như ReachDSL và G.lite đều cung cấp giải pháp trộn dịch. .. Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông trong cùng một bó cáp với ADSL theo chiều ngược lại sẽ tạo ra tự xuyên kênh làm cho một hay cả hai không hoạt động được Nếu cung cấp dịch vụ như vậy thì phải cung cấp trong bó cáp riêng Gần như đồng thời với lúc tính bất đối xứng của các vòng thuê bao được ghi nhận thì các công ty điện thoại đang rất quan tâm đến việc cung cấp các dịch. .. cấp nhiều kênh video MPEG-2 chất lượng cao và ngay cả một hay một vài kênh truyền hình độ nét cao (HDTV: High Definition Television) Nhiều nhà cung cấp dịch vụ đã bắt đầu thử nghiệm các hệ thống VDSL cung cấp những dịch vụ này với đầu bên phía thuê bao của VDSL dạng như một máy truyền hình cáp cùng đồng thời với các dịch vụ dữ liệu từ máy tính cá nhân Giả thiết cơ bản của DSL là trở thành một công nghệ . Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông Luận văn Phương pháp đánh giá chất lượng mạng cáp thông tin sợi đồng cung cấp dịch vụ DSL SV: Lê Tuấn Anh. bao DSL. Sau một thời gian nghiên cứu, được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Ths.Vũ Hồng Sơn. Em đã nghiên cứu tổng quan về Phương pháp đo đánh giá chất lượng mạng cáp thông tin sợi đồng cung. tuyến (router) để chuyển đến mạng Internet. Hình 1.2.1. Vòng thuê bao DSL Để cung cấp dịch vụ truyền tải dữ liệu tốc độ cao và dịch vụ thoại đa kênh nhà cung cấp dịch vụ cần phải lắp đặt thêm nhiều