Đang tải... (xem toàn văn)
Định nghĩa NGN Mạng viễn thông thế hệ mới có nhiều cách gọi khác nhau như Mạng đa dịch vụ, Mạng hội tụ, Mạng phân phối hay mạng nhiều lớp. Cho tới nay các tổ chức và các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới rất quan tâm đến NGN nhưng vẫn chưa có một định nghĩa rõ ràng. Do vậy ta chỉ có thể tạm định nghĩa NGN như sau: “ NGN là mạng có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu, giữa cố định và di động.” Đặc điểm NGN NGN có 4 đặc điểm chính: • Nền tảng là hệ thống mở. • NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy nhưng các dịch vụ trên NGN phải độc lập với mạng lưới. • NGN là mạng chuyển mạch gói dựa trên một giao thức thống nhất. • Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng ngày càng tăng và có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu.
TỔNG CÔNG TY BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG TRUNG TÂM ĐÀO TẠO BƯU CHÍNH VIÊN THÔNG I --------------------------------- Tài liệu giảng dạy CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP TRONG MẠNG NGN Biên soạn: Nguyễn Việt Hùng Hà nội tháng 5 năm 2007 i Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập trong NGN MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH VẼ .i DANH MỤC BẢNG BIỂU iii TỪ VIẾT TẮT iv PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG 1 Chương 1: Phát triển của mạng viễn thông và phương thức truy truy nhập .2 1.1 Các thế hệ mạng truy nhập và mạng viễn thông tương ứng 2 1.1.1 Mạng NGN và các công nghệ truy nhập 2 2.1.1 Những giai đoạn phát triển của mạng truy nhập 3 1.2 Công nghệ truy nhập hữu tuyến .6 1.3 Công nghệ truy nhập vô tuyến .6 1.4 Những công nghệ truy nhập hữu tuyến cạnh tranh 6 1.1.1 Công nghệ PLC 6 1.1.2 Công nghệ CM (CATV) 8 1.5 So sánh và đánh giá các công nghệ truy nhập 9 PHẦN II: CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP HỮU TUYẾN .10 Chương 2: Họ công nghệ xDSL .11 2.1 Công nghệ trong họ xDSL 11 2.2 Kiến trúc hệ thống 15 1.1.3 Thiết bị nhà cung cấp dịch vụ kết nối 15 1.1.4 Phía khách hàng .16 1.1.5 Mạch vòng thuê bao .16 2.3 ADSL, ADSL2, ADSL2+ 16 1.1.6 ADSL .17 1.1.7 ADSL2 .22 1.1.8 ADSL2+ .25 2.4 HDSL, HDSL2,SHDSL, HDSL4 .29 1.1.9 HDSL .29 1.1.10 HDSL thế hệ thứ hai (HDSL2) 31 1.1.11 SHDSL .31 1.1.12 HDSL4 .31 2.5 VDSL và VDSL2 31 1.1.13 VDSL .31 1.1.14 VDSL2 .33 2.6 Tình hình triển khai tại Việtnam .34 Chương 3: Công nghệ truy nhập quang 35 3.1 Các mạng PON 35 3.2 APON .38 1.1.15 Cấu hình tham chiếu 38 1.1.16 Các đặc tả cho APON 42 1.1.17 Cấu trúc phân lớp APON .42 3.3 EPON .44 i Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập trong NGN 1.1.18 Kiến trúc EPON .44 1.1.19 Mô hình ngăn xếp EPON .45 1.1.20 Giao thức EPON 46 1.1.21 Bảo mật trong EPON .46 1.1.22 Những bước phát triển tiếp theo 46 3.4 Metro Ethernet .47 1.1.23 Lợi ích khi dùng dịch vụ Ethernet .47 1.1.24 Mô hình dịch vụ Ethernet .48 1.1.25 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet .51 1.1.26 Tình hình triển khai 52 1.1.27 Những công nghệ được sử dụng 55 PHẦN III: CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP VÔ TUYẾN .57 Chương 4: Các mạng truy nhập không dây băng rộng 58 4.1 Giới thiệu chung 58 4.2 Phát triển của truy nhập vô tuyến hội tụ đến 4G .59 1.1.28 Hệ thống thông tin di động 2G và nền tảng CDMA 60 1.1.29 Hệ thống 3G .62 1.1.30 WLAN .64 1.1.31 Wimax 65 1.1.32 Hệ thống 4G .66 4.3 So sánh đánh giá các công nghệ .66 Chương 5: Truy nhập qua vệ tinh 68 5.1 Giới thiệu chung 68 5.2 Hệ thống VSAT .70 Chương 6: WLAN và WI-FI 71 6.1 Giới thiệu chung 71 6.2 Kiến trúc WLAN 71 1.1.33 Cấu hình mạng WLAN .71 1.1.34 Mô hình tham chiếu cơ bản IEEE 802.11 .74 6.3 Chuẩn công nghệ .75 6.4 Hệ thống thiết bị 78 1.1.35 Các card giao diện mạng vô tuyến 78 1.1.36 Các điểm truy nhập vô tuyến 78 1.1.37 Cầu nối vô tuyến từ xa .79 6.5 Bảo mật .80 1.1.38 Tập dịch vụ ID (SSID) .80 1.1.39 Giao thức bảo mật tương đương hữu tuyến (WEP) .81 1.1.40 Lọc địa chỉ MAC .82 6.6 Tình hình triển khai tại Việtnam 83 Wimax .84 6.7 Giới thiệu chung 84 1.1.41 Lịch sử Wimax .84 1.1.42 Khái niệm Wimax 85 1.1.43 Băng tần .85 6.8 Kiến trúc Wimax 86 ii Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập trong NGN 1.1.44 Cấu hình mạng .86 1.1.45 Mô hình phân lớp .87 6.9 Chuẩn công nghệ .88 1.1.46 Chuẩn 802.16-2001 89 1.1.47 Chuẩn 802.16a-2003 90 1.1.48 Chuẩn 802.16c-2002 90 1.1.49 Chuẩn 802.16d-2004 90 1.1.50 Chuẩn 802.16e-2005 .91 6.10 Một số đặc điểm kỹ thuật của Wimax .91 1.1.51 Lớp vật lý 91 1.1.52 Lớp MAC .95 6.11 Hệ thống thiết bị 98 6.12 Bảo mật 101 6.13 Tình hình triển khai tại Việtnam 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO .104 .105 iii Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập trong NGN DANH MỤC HÌNH VẼ Ch¬ng 2:Hình 1.1: Mạng thế hệ sau và các công nghệ truy nhập 3 Ch¬ng 3:Hình 1.2: Sự ra đời của các dòng thiết bị truy nhập 4 Ch¬ng 4:Hình 1.3: Thiết bị DLC thế hệ 3 5 Ch¬ng 5:Hình 1.4: Thiết bị truy nhập IP cho mạng thế hệ sau .6 Ch¬ng 6:Hình 2.1: Lịch sử phát triển của các công nghệ trong họ xDSL 11 Ch¬ng 8:Hình 2.2: Bộ cung cấp mạch vòng thuê bao số xDSL .15 Ch¬ng 9:Hình 2.3: Cấu trúc hệ thống ADSL 16 Ch¬ng 10:Hình 2.4: ADSL sử dụng và không sử dụng kĩ thuật triệt tiếng vọng .18 Ch¬ng 11:Hình 2.5: Phân chia băng tần của kĩ thuật FDM 19 Ch¬ng 12:Hình 2.6: Phân chia băng tần của kĩ thuật EC 20 Ch¬ng 13:Hình 2.7 Phân tách tín hiệu lên, xuống bằng phương pháp khử tiếng vọng 20 Ch¬ng 14:Hình 2.8 : Sơ đồ khối thu và phát ADSL .21 Ch¬ng 15:Hình 2.9: Tốc độ số liệu đường xuống của ADSL2+ so với ADSL2 27 Ch¬ng 16:Hình 2.10: Ghép hai đường ADSL2+ 28 Ch¬ng 17:Hình 2.11: Khả năng cung cấp dịch vụ của kĩ thuật VDSL .32 Ch¬ng 19:Hình 2.12: Tình hình triển khai xDSL tại Việt nam của VNPT .34 Ch¬ng 20:Hình 3.1: Sơ đồ logic hệ thống mạng PON .36 Ch¬ng 21:Hình 3.2: Cấu hình chung của một mạng PON 38 Ch¬ng 22:Hình 3.3: Cấu hình tham chiếu APON .38 Ch¬ng 23:Hình 3.4: Các khối chức năng trong OLT 39 Ch¬ng 24:Hình 3.5: Các khối chức năng trong ONU .40 Ch¬ng 25:Hình 3.6: Cấu hình vật lý của ODN .41 Ch¬ng 26:Hình 3.7: Cấu trúc phân lớp mạng APON .43 Ch¬ng 27:Hình 3.8: Ngăn xếp EPON .45 Ch¬ng 28:Hình 3.9 Mạng MAN thử nghiệp tại thành phố Hồ Chí Minh .52 Ch¬ng 29:Hình 3.10 Mạng MAN tại Ninh Bình .54 Ch¬ng 30:Hình 4.1 : Các công nghệ truy nhập vô tuyến 58 Ch¬ng 31:Hình 4.2: Xu hướng hội tụ của công nghệ truy nhập vô tuyến 59 Ch¬ng 32:Hình 4.3: Mốc lịch sử của truy nhập vô tuyến .60 Ch¬ng 33:Hình 4.4: Sự phát triển lên 4G từ các công nghệ WAN .60 Ch¬ng 34:Hình 4.5: Hệ thống IMT 2000 .62 Ch¬ng 35:Hình 4.6 : Các công nghệ truy nhập vô tuyến cạnh tranh 67 Ch¬ng 36:Hình 5.1 Điện thoại di động Iridium 69 Ch¬ng 37:Hình 6.1 Quá trình phát triển WLAN 71 Ch¬ng 38:Hình 6.2: Cấu hình mạng WLAN độc lập .72 Ch¬ng 39:Hình 6.3 Cấu hình mạng WLAN cơ sở 73 Ch¬ng 40:Hình 6.4: Cấu hình WLAN dùng bộ lặp .73 Ch¬ng 41:Hình 6.5: Kiến trúc WLAN đầy đủ 74 Ch¬ng 42:Hình 6.8: Mô hình tham chiếu cơ bản IEEE 802.11 .75 Ch¬ng 43:Hình 6.6: Mô hình tham chiếu .77 Ch¬ng 44:Hình 6.9: Điểm truy nhập AP 79 Ch¬ng 45:Hình 6.10: Cầu nối vô tuyến 80 i Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập trong NGN Ch¬ng 46:Hình 7.1: Cấu hình điểm-đa điểm (PMP) 86 Ch¬ng 47:Hình 7.2: Cấu hình mắt lưới MESH 87 Ch¬ng 48:Hình 7.3: Các phân lớp giao thức Wimax cho hai lớp cuối cùng 88 Ch¬ng 49:Hình 7.4: Vị trí của chuẩn IEEE 802.16 trong cấu trúc chuẩn IEEE 802 .89 Ch¬ng 50:Hình 7.5: Quá trình truyền dẫn 91 Ch¬ng 51:Hình 7.6: OFDM với 9 sóng mang con 93 Ch¬ng 53:Hình 7.7: Ấn định khe thời gian trong OFDM .95 Ch¬ng 54:Hình 7.8: Phân lớp MAC và các chức năng .97 ii Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập trong NGN DANH MỤC BẢNG BIỂU Ch¬ng 7:Bảng 2.1: Các công nghệ trong họ xDSL 13 Ch¬ng 18:Bảng 2.2: Tốc độ khoảng cách các loại VDSL 32 Ch¬ng 52:Bảng 7.1: Các tham số của SOFDMA 94 Ch¬ng 55:Bảng 7.2: Thương hiệu của các nhà cung cấp thiết bị Wimax .98 iii Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập trong NGN TỪ VIẾT TẮT TỪ VIẾT TĂT NGHĨA TIẾNG ANH NGHĨA TIẾNG VIÊT ADC Analog-to-Digital Converter Biến đổi số tương tự AAA Authentication, authorization and Account Nhận thực, cấp phép và lập tài khoản AAS Adaptive Antenna System Hệ thống anten thích ứng ACK Acknowledgment Xác nhận ADSL Asymmetric Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số bất đối xứng AES Advance Ecryption Standard Chuẩn mật mã nâng cao AK Authorization Key Khóa nhận thực AMC Adaptive Modulation and Coding Điều chế và mã hóa thích ứng ANSI American National Standards Institute Viện Quốc Gia Mỹ APON ATM Passive Optical Network Mạng quang thụ động truyền dẫn không đồng bộ ARQ Automatic Retransmission Request Yêu cầu truyền lại tự động ASN Access Service Network Mạng dịch vụ truy nhập ATM Asynchronuos Transfer Mode Phương thức truyền dẫn không đồng bộ ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền không đồng bộ ATP Access Termination Point Điểm tham chiếu đầu cuối truy nhập AWGN Additive White Gauussian Noise Nhiễu Gauss trắng cộng BE Best Effort Dịch vụ nỗ lực tốt nhất BER Bit Error Ratio Tỉ số tín hiệu trên nhiễu B-ISDN B-Inergrated Service Digital Network Mạng số các dịch vụ tích hợp băng rộng BPSK Binary Phase shift Keying Khóa chuyển pha nhị phân BR Bandwidth Request Yêu cầu băng thông B-RAS BroadBand Remote Access Server Máy chủ truy nhập băng rộng từ xa BS Base Station Trạm gốc BSN Block Sequence Number Số thứ tự khối BTC Block Turbo Code Mã Turbo khối BW Bandwidth Băng thông BWA Broadband Wireless Access Truy nhập không dây băng rộng C/I Carrier to Interference Ratio Tỉ số tín hiệu/ nhiễu CA Collision Avoidance Tránh xung đột iv Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập trong NGN CAP Carrierless Amplitude and Phase modulation Điều chế biên độ pha không sóng mang CBC Cipher Block Chaining Chuỗi khối mã hóa CC Confirmation Code Mã xác nhận CCI Co-Channel Interference Nhiễu kênh liên kết CCK Complementary Coded Keying Khóa mã hóa bổ sung CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CID Connection Identifier Nhận dạng kết nối CO Central Office Trung tâm chuyển mạch CP Cyclic Prefix Tiền tố tuần hoàn CPE Customer Premises Equipment Thiết bị truyền thông cá nhân CPE Customer Premises Equipment Thiết bị truyền thông cá nhân CPS Common Part Sublayer Lớp con phần chung CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra độ dư vòng tuần hoàn CS Convergence Sublayer Lớp con hội tụ CSMA Carrier Sense Multiple Access Đa truy nhập cảm nhận sóng mang CSN Connection Service Network Mạng dịch vụ kết nối CTC Concatenated Turbo Code Mã Turbo xoắn DAMA Demand Assigned Multiple Access Đa truy nhập ấn định theo nhu cầu DCD Downlink Channel Descriptor Miêu tả kênh đường xuống DCF Distributed Control Function Chức năng điều khiển phân tán DES Data Encryption Standard Chuẩn mật mã hóa dữ liệu DFE Decision Feedback Equalization Phân đoạn hồi tiếp quyết định DFS Dynamic Frequence Selecton Lựa chọn tần số động DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Giao thức cấu hình Host động DL Downlink Đường xuống DLFP Downlink Frame Preamble Tiền tố khung đường xuống DMT Discrete Multiple Tone Modulation Điều chế đa tần rời rạc DSA Dynamic Services Addition Bổ sung các dịch vụ động DSC Dynamic Services Change Chuyển đổi các dịch vụ động DSL Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số DSLAM DSL Access Module Khối truy nhập DSL EAP Extensible Authentication Protocol Giao thức nhận thực mở rộng v Nguyễn Việt Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập trong NGN EC Encryption Control Điều khiển mật mã hóa ECB Electronic Code Book Sách mã điện tử EDCA Enhanced Distributed Control Access Truy nhập điều khiển phân tán nâng cao EDGE Enhanced Data Rates Các tốc độ dữ liệu được nâng cấp EKS Encryption Key Sequence Chuỗi khóa mật mã ETSI European Technical Standards Institute Viện Chuẩn kĩ thuật Châu Âu ETSI European Telecommunications Standards Institute Viện các chuẩn viễn thông Châu Âu EV-DO Enhanced Version- Data Only Chỉ dữ liệu-phiên bản nâng cao Ex Exchange Tổng đài FBSS Fast Base Station Switch Chuyển mạch trạm gốc nhanh FCH Frame Control Header Tiêu đề điều khiển khung FDD Frequency Division Duplexing Song công phân chia theo tần số FDD Frequence Division Duplex Song công phân chia theo tần số FDM Frequence Division Mutiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước FEC Forward Error Crrection Hiệu chỉnh lỗi trước FEXT Far-End Crosstalk Xuyên âm đầu xa FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh FFT Fast Fourier Transform Chuyển đổi Fourier nhanh FSAN Full Service Access Network Tổ chức điều hành mạng truy nhập dịch vu đầy đủ FSH Fragmentation Subheader Tiêu đề con phân đoạn FTTC/B Fiber To The Curb/Building Cáp quang tới khu vực/cao ốc FTTCab Fiber To The Cabinet Cáp quang đến tủ phân phối FTTEx Fiber To The Exchage Cáp quang tới tổng đài FTTH Fiber To The Home Cáp quang tới nhà GMS Global System for Mobile communication Hệ thống truyền thông di động toàn cầu GPC Grant Per Connection Cấp phát trên mỗi trạm gốc GPRS Generalized Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GPSS Grant Per Subscriber Station Cấp phát trên mỗi trạm thuê bao GSM Global System For Mobile Communicatons Hệ thống toàn cầu cho truyền thông di động vi . của mạng viễn thông và phương thức truy truy nhập 1.1 Các thế hệ mạng truy nhập và mạng viễn thông tương ứng 1.1.1 Mạng NGN và các công nghệ truy nhập. Hùng – Mạng Viễn thông – Viễn thông I Công nghệ truy nhập trong NGN Ch¬ng 5: Hình 1.4: Thiết bị truy nhập IP cho mạng thế hệ sau. 1.2 Công nghệ truy nhập