Tổng quan về các công nghệ băng rộng (Phần 1)

Nguồn: khonggianit.vn
1.Mở đầu

Cuộc cạnh tranh gia tăng chưa từng có trong các thị trường
dịch vụ băng rộng đã
buộc các nhà cung cấp dịch vụ băng rộng lập ra các chiến lược để phân phát các
dịch vụ “tay ba” với thoại, dữ liệu và video được cung cấp chỉ bởi một kết nối duy
nhất. Những năm vừa qua, khi Internet và Intranet đã phát triển mạnh thì các yêu
cầu đối với các ứng dụng tập trung vào băng rộng, chẳng hạn như chia sẻ tệp đồng
hàng và làm việc từ xa đã dẫn dến các nhu cầu không ngừng gia tăng về cung cấp
băng thông rộng hơn.
Có nhiều công nghệ cạnh tranh nhau có thể
cung cấp băng thông cần thiết để phân phát
các dịch vụ băng rộng, nhưng mỗi công nghệ
đều có các hạn chế riêng về mặt độ rộng băng,
độ tin cậy, giá cả và vùng bao ph

Chúng ta hãy rà soát lại tình hình phát triển mới nhất trong các công nghệ truy
nhập băng rộng hàng đầu và hãy đánh giá khả năng của những công nghệ công
nghệ nào đáp ứng được các các yêu cầu của khách hàng băng rộng trong tương lai.
Đồng thời cũng so sánh và đối chiếu các công nghệ này nhằm xác định xem công
nghệ nào có tiếp tục là cái tốt nhất trong kết nối băng rộng hay không.

2. Các Công nghệ băng rộng cạnh tranh

Nói chung, các giải pháp băng rộng có thể được phân loại thành hai nhóm: các ủ.

- Cáp Đồng trục Sợi quang Hỗn hợp: TV Cáp và Modem Cáp.

- Đường dây thuê bao số (xDSL)

- Đường dây tải điện băng rộng (BPL)

- Cáp quang tới nhà/vỉa hè. 2.1.1 Cáp Đồng trục Sợi quang Hỗn hợp: TV Cáp và Modem Cáp

Các mạng TV cáp số có khả năng cung cấp băng thông truyền số liệu hai chiều
bên cạnh các dịch vụ thoại và TV số. Sử dụng một modem cáp tại nhà khách hàng
và một Hệ thống kết cuối Modem cáp (CMTS) tại head-end của mạng thông qua
chuẩn HFC, DOCSIS 1.1, sẽ cung cấp một dịch vụ truyền dữ liệu với các tốc độ
lên tới 30 Mbit/s trên một kênh 8 MHz (6 MHz ở Hoa Kỳ), sử dụng các kỹ thuật
điều chế QAM. Hình 1. Các kiến trúc TV Cáp, HFC (Cáp Đồng trục-Cáp quang Hỗn hợp)

Chuẩn HFC được thông qua mới đây, DOCSIS 3.0, có thể có băng thông 100
Mbit/s cho mỗi kênh trong tương lai gần. Truyền số liệu trên các mạng TV Cáp có
ưu điểm là, ở đâu cáp đồng trục đang ở trạng thái tốt và đang có (hoặc có thể lắp
đặt) các bộ khuếch đại RF để mở rộng tầm với của mạng, thì các băng thông tương
đối cao có thể được cung cấp tới người dùng đầu cuối mà không bị gới hạn nào về
cự li. Tuy nhiên, dịch vụ băng rộng của TV Cáp dựa vào một kiến trúc mạng dùng
chung (Hình 1) đã dẫn đến sự hạn chế là lượng băng thông phân phát tới khách
hàng phụ thuộc vào việc có bao nhiêu người dùng chung một kết nối ngược tới
head-end. Thông thường, một dịch vụ 1Mbit/s luồng xuống và 128 kbit/s luồng lên

tột cùng đối với dịch vụ ADSL là 5,4 km, nhưng tại cự li này, các tốc độ truyền
dẫn bị giới hạn ở xấp xỉ 500 kbit/s. Để tối đa hóa vùng bao phủ mạng tới cự ly 5,4
km trọn vẹn, các tốc độ ADSL được cung cấp rộng rãi ở châu Âu là 500 kbit/s
luồng xuống với các tốc độ luồng lên từ 128 kbit/s.

Đối với các ứng dụng doanh nghiệp (DN), có thể dùng DSL đối xứng (SDSL), cho
phép các tải xuống và lên tốc độ cao, nhưng đạt được băng thông khả dụng tối đa
khoảng 3 Mbit/s.

Với VoD cần ít nhất 3 Mbit/s và HDTV cần khoảng từ 15 đến 20 Mbit/s thì rõ
ràng là cả ADSL, cả SDSL đều không thể đáp ứng các yêu cầu băng thông cho
HDTV và phải gắng gượng để có thể cung cấp cho VoD và dịch vụ video căn bản
qua toàn mạng.

VDSL và ADSL2+ được giới thiệu mới đây có thể cung cấp băng thông đủ lớn
cho các dịch vụ video. VDSL có thể cung cấp tới 52 Mbit/s nhưng chỉ trên các cự
li rất ngắn. Do vậy, để cung cấp VDSL tới một tỷ lệ dân cư đáng kể thì các
DSLAM cần được bố trí lại tại hộp đường phố (gần với thuê bao hơn) và các sợi
quang tiếp sóng phải được lắp đặt tới tận các hộp đường phố. Các chi phí nâng cấp
và lắp đặt cáp sợi quang như vậy là quá đắt đỏ so với công nghệ ADSL và việc
triển khai VDSL đã bị hạn chế.

Các công nghệ mới nhất xuất phát từ họ DSL là ADSL2+ và ADSL2++.
ADSL2++ vẫn đang thời kỳ sơ khai và chưa được một chuẩn thích hợp nào hỗ trợ.
Còn ADSL2+ thì đã được tiêu chuẩn hóa và cho phép truyền dẫn băng thông đủ
cho một số dịch vụ video qua các cự li lớn hơn so với VDSL mà không cần bố trí
lại DSLAM. Kết quả là ADSL2+ đang trở thành phương thức nâng cấp cho các
nhà khai thác muốn cải thiện việc cung cấp dịch vụ ADSL tiêu chuẩn của họ.

Bảng 1 Khả năng Băng thông so với cự li của xDSL. Chú ý rằng các khả năng tốc


2.1.3 Đường dây tải điện Băng rộng (BPL)

Các hệ thống BPL cho phép truyền số liệu tốc độ cao qua các đường dây tải điện
đang có và không cần đến sự xếp chồng mạng khi chúng có truy nhập trực tiếp tới
các vùng bao trùm của ngành điện ở khắp mọi nơi. Các hệ thống BPL đang được
đề xướng như một cách thức rẻ tiền để phục vụ số lượng lớn thuê bao băng rộng.
Trong một hệ thống BPL, dữ liệu được phát qua đường dây điện đang có như một
tín hiệu tần số cao điện áp thấp, tín hiệu này được ghép với tín hiệu điện lưới tần
số thấp điện áp cao. Băng tần truyền dẫn đã được chọn lọc để bảo đảm can nhiễu
tối thiểu tới tín hiệu điện lưới đang hoạt động. Các tốc độ dữ liệu điển hình đang
được thử nghiệm hiện nay là 2 đến 3 Mbit/s, song các nhà sản xuất chỉ ra rằng, các
hệ thống thương mại được chào hàng lên đến 200 Mbit/s rồi sẽ trở thành khả dụng.
Tuy nhiên, không có một cách thức nâng cấp rõ ràng nào để đi tới các tốc độ dữ
liệu cao hơn. Hầu hết các hệ thống BPL hiện tại chỉ giới hạn ở cự li 1 km trong
phạm vi lưới điện hạ áp, nhưng một số nhà khai thác đang mở rộng tầm với này
sang lưới điện trung áp. Thử nghiệm đã cho thấy rằng BPL đòi hỏi một chi phí đầu
tư cao, để nâng cấp mạng truyền tải điện và vòng qua các máy biến thế, để hỗ trợ
các dịch vụ băng rộng tốc độ cao và tin cậy. Ngoài ra, các tần số dùng cho BPL
thường gây can nhiễu với truyền dẫn vô tuyến nghiệp dư và do vậy, một số cuộc
thử BPL đã bị phản đối đáng kể. Hiện tại, do chi phí cao và do thiếu một đường lối
nâng cấp cho nên dường như nó không thể xuất hiện như một công nghệ băng
rộng dẫn đầu, nhưng vẫn là một lựa chọn băng rộng đường dây cố định thích hợp.

2.1.4 Cáp quang tới Nhà /Vỉa hè

FTTx là một thuật ngữ chung chỉ những công nghệ đưa sợi quang tới thuê bao.
Tuy nhiên, không phải tất cả các giải pháp sợi quang trong các mạng truy nhập
đều đem thẳng cáp sợi quang tới nhà thuê bao như được trình bày trong Hình 4.
Một số công nghệ truy nhập nào đó có dựa vào cáp sợi quang như VDSL đem cáp

mỗi thuê bao và đó là ưu điểm chính của các mạng P2P so với các mạng PON.
Các đường dây kết nối dùng riêng của một mạng P2P tạo điều kiện thuận tiện cho
việc cung ứng dịch vụ đặc trưng thuê bao. Băng thông thuê bao rộng hơn với độ
an toàn lưu lượng được tăng cường, và cung cấp các dịch vụ đối xứng một cách
đơn giản. Kiến trúc mạng P2P tương tự như thiết kế mạng LAN DN chung, và do
vậy nó có ưu điểm là có thể sử dụng các cấu kiện và thiết bị đang có sẵn, việc này
giúp làm giảm chi phí của hệ thống. Tuy nhiên, các mạng P2P đòi hỏi các hoạt
động ngoài hiện trường và điều này có thể làm tăng các chi phí lắp đặt, vận hành
và vòng đời và còn làm giảm độ tin cậy.

Các tiêu chuẩn đã được thiết lập cho cả hai mạng PON và P2P và đang hiện hữu
các nhà cung ứng cả các hệ thống PON và P2P, chào hàng mời sử dụng cả ATM
cả truyền dẫn IP/Ethernet trên cả hai kiểu kiến trúc. Kết quả là có rất nhiều nhà sản
xuất đang chào hàng các sản phẩm nối mạng PON và P2P với giá cả càng ngày
càng cạnh tranh.

Hình 4. Các kiến trúc cho các mạng P2P khác nhau, kể cả các kết nối cáp sợi
quang P2P trực tiếp “chạy về nhà”, tiếp cáp sợi quang tới hộp đường phố của
VDSL (sợi quang tới cáp đồng) và tiếp cáp sợi quang tới hộp đường phố toàn
quang

Các hệ thống PON Ethernet (EPON) hiện tại có thể hoạt động cao tới 1 Gbit/s trên
các cự li tới 20 km, phân phát băng thông cao hơn 40 lần so với băng thông mà
ADSL+ có thể đạt được tại cự li 1 km. Chẳng bao lâu nữa, các hệ thống EPON sẽ
cung cấp bộ chia tách 2,5 Gbit/s giữa 64 người dùng (mặc dù 32 người dùng là
thích hợp hơn). Ngay cả với băng thông EPON dùng chung giữa 64 người dùng thì
băng thông được chào mời cho khách hàng FTTH có thể vượt khá xa cái mà các
dịch vụ cáp hoặc ADSL2+ có thể đạt được trên một vùng bao phủ tròn 20 km.
Ngoài ra, PON Ghép kênh Chia theo Bước sóng (WDM PON) hiện đang được
triển khai. Bằng việc đem một kênh cáp quang duy nhất tới mỗi thuê bao (loại bỏ