Tìm hiểu công nghệ ADSL
Mục lục
Lời nói đầu .................................................................................................3
Chơng 1. Công nghệ nền tảng của ADSL .............................................5
1.1. Mạng nội bộ (LAN)...........................................................................5
1.1.1. Công nghệ Ethernet và IEEE 802.3............................................5
1.1.1.1. Cấu trúc gói số liệu................................................................5
1.1.1.2. Nguyên tắc hoạt động............................................................7
1.1.1.3. Hình thức kết nối vật lý.........................................................10
1.1.1.4. CSMA/CD .............................................................................12
1.1.1.5. Fast Ethernet .........................................................................13
1.1.1.6. Sự thực thi Fast Ethernet .......................................................14
1.1.1.7. Gigabit Ethernet ...................................................................14
1.1.1.8. Sự thực thi Gigabit Ethernet .................................................14
1.1.2. Công nghệ mạng Token Ring ....................................................15
1.1.2.1. Cấu trúc gói số liệu ...............................................................15
1.1.2.2. Nguyên tắc hoạt động ...........................................................17
1.2. Mạng diện rộng WAN ......................................................................18
1.2.1. Kết nối điểm - điểm ...................................................................18
1.2.2. Switched WANs .........................................................................18
1.2.2.1. Chuyển mạch Circuit Switching ......................................18
1.2.2.2. Chuyển mạch gói- Packet Switching ....................................19
1.2.2.3. ATM .....................................................................................19
1.2.2.4. Mạng X.25 ............................................................................19
1.2.2.5. Frame Relay .........................................................................21
1.2.2.6. ISDN .....................................................................................21
1.2.2.7. SONET ..................................................................................22
1.3. Các thiết bị kết nối phổ biến trong mạng LAN và WAN .............23
1.3.1. Card mạng: NIC .........................................................................23
1.3.2. Repeater: Bộ lặp .........................................................................23
1.3.3. HUB ............................................................................................23
2.3.8.2. Vai trò của ATM ..................................................................43
2.3.9. Vai trò của PPP ..........................................................................44
2.3.10. Modem ADSL trên thực tế ....................................................44
2.3.11. Mối tơng quan giữa thoại và ADSL .......................................45
2
Tìm hiểu công nghệ ADSL
2.3.11.1. Thoại và ADSL chung sống ra sao .....................................46
2.3.11.2. Tốc độ đa dạng ...................................................................46
2.4. ADSL mang lại gì cho ngời dùng, doanh nghiệp ...........................47
2.4.1. Đối với ngời dùng .......................................................................47
2.4.2. Đối với doanh nghiệp và các tổ chức xã hội ..............................48
Chơng 3. Tình hình phát triển ADSL tại nớc ta hiện nay ...................49
3.1. Tình hình phát triển ADSL tại Việt Nam ......................................49
3.1.1. Sự ra đời của kỹ thuật ADSL tại Việt Nam ................................49
3.1.2. Công nghệ ADSL tại Việt Nam .................................................49
3.1.2.1. Các nhà cung cấp đờng truyền ADSL tại Việt Nam ............49
3.1.2.2. Tìm hiểu cách thanh toán cớc phí thuê bao ADSL ...............52
3.1.2.3. DLAM một số cổng DLAM tại Hà Nội ...............................53
3.2. Thách thức với các nhà cung cấp dịch vụ ADSL tại Việt Nam ...54
3.2.1. Cung vợt quá cầu ........................................................................54
3.2.2. Chất lợng đờng dây ....................................................................54
3.2.3. Hớng giải quyết của các nhà cung cấp dịch vụ ADSL ...............55
Chơng 4: Kết luận.....................................................................................57
Tài liệu tham khảo ...................................................................................
3
Tìm hiểu công nghệ ADSL
Lời nói đầu
Những năm đầu của thế kỉ XXI, đợc coi là kỷ nguyên của công nghệ thông
tin, thông tin học có ý nghĩa đến sự thành công và phát triển của một quốc gia.
Trong giai đoạn công nghiệp hoá - hiện đại hoá, nhu cầu tìm kiếm và trao
cuối của mạng là nhà cung cấp mạng cục bộ khu vực hoặc kết nối theo kiểu
Point- to- point nối mạng LAN với mạng. Nhận thức Internet là một tập hợp của
Switching Wans (backbones), LANs, Point- to- point WANs.
Mặc dù bộ giao thức TCP/IP bình thờng bao gồm 5 lớp, nó chỉ định các
giao thức trên thành 3 lớp: TCP/IP duy nhất liên quan đến tầng mạng, tầng vận
chuyển và tầng ứng dụng. Điều này có nghĩa rằng TCP/IP giả thiết sự tồn tại của
WANs, LANs, và kết nối những thiết bị.
1.1. Mạng nội bộ (LAN)
A Local area network (LAN) là một hệ thống truyền thông tin, dữ liệu cho
phép kết nối các thiết bị độc lập liên lạc với nhau trong một vùng có giới hạn,
một toà nhà, hay một khu trờng.
Công nghệ mạng LAN phổ biến nhất hiện nay trên thế giới cũng nh ở Việt
Nam gồm có: Ethernet LANs, Token Ring LANs, Wireless LANs và ATM
LANs. Trong phần này chúng ta tìm hiểu loại công nghệ đầu tiên, còn công
nghệ ATM LANs sẽ đợc tìm hiểu thêm trong phần tìm hiểu công nghệ ATM ở
phần sau.
1.1.1. Công nghệ Ethernet và IEEE 802.3
1.1.1.1. Cấu trúc gói số liệu
Công nghệ Ethernet là phát minh của ba tập đoàn Xerox, DEC và Intel từ
đầu những năm 1970. Ethernet là công nghệ mạng cục bộ đợc tổ chức kết nối
theo dạng đờng thẳng (Bus), sử dụng phơng pháp điều khiển truy nhập ngẫu
nhiên CSMA/CD với tốc độ trao đổi số liệu 10 Mbps. Công nghệ Ethernet đợc
các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ở châu Âu và Mỹ quy chuẩn với tên là IEEE
802.3.
5
Tìm hiểu công nghệ ADSL
Điểm khác biệt lớn nhất giã Ethernet và IEEE 802.3 thể hiện ở một trờng
trong cấu trúc gói số liệu đợc mô tả ở hình sau:
Hình 1.1: Cấu trúc gói số liệu Ethernet và IEEE 802.3
Ethernet định nghĩa trờng loại số liệu (TYPE), cho biết số liệu trong tr-
điều khiển thu xử lý nội bộ và chuẩn bị thu gói số liệu tiếp theo. Độ dài tối thiểu
của gói số liệu Ethernet là 64 byte, tơng đơng 512 bit, bằng 1 cửa sổ thời gian
.
Việc giới hạn độ dài tối đa của gói số liệu Ethernet là 1518 byte cho phép
hạn chế thời gian phát, tơng ứng với thời gian chiếm kênh truyền của một trạm
và nh vậy, tăng khả năng truy nhập mạng và trao đổi số liệu cho các trạm khác
cũng nh giới hạn dung lợngbộ nhớ đệm phát và thu.
1.1.1.2. Nguyên tắc hoạt động
Lu đồ điều khiển truy nhập mạng Ethernet và quá trình phát, thu số liệu đ-
ợc mô tả trong hình 1.2
7
Assemble
Frame
RxM done
OK
T×m hiÓu c«ng nghÖ ADSL
8
TxM
Assemble
Frame
Deferring
On?
Stat TxM
Collision
?
TxM
don
e?
TxM OK
FCS OK ?
Extra bit ?
LEN OK ?
CRC Error
Align Error
Diasemble
Frame
RxM done
OK
LEN Error
NO
YES
NO
YES
YES
NO
NO
YES
NO
YES
NO
Receive procedure
Tìm hiểu công nghệ ADSL
Quá trình phát bắt đầu bằng việc chuẩn bị gói số liệu cần phát trong bộ nhớ
đệm phát. Nếu không ở trạng thái chờ ngẫu nhiên (deferring) vì phát hiện xung
đột trớc đó và kênh rỗi, quá trình phát đợc khởi động và kết thúc tốt đẹp. Trờng
hợp có xung đột truy nhập (Collision), chuỗi bit đặc biệt JAM ( jamming
sequence) đợc phát để thông báo trạng thái xung đột truy nhập cho các trạm
khác trong mạng biết. Nếu số lần xung đột truy nhập vợt quá giới hạn cho phép
là 16 (nhờ bộ đếm xung đột truy nhập riêng), quá trình phát đợc kết thúc với
10
Tìm hiểu công nghệ ADSL
Hình 1.3: thick Ethernet 10BASE-5 Hình 1.4:Thin Ethernet 10BASE-2
Hình 1.5: Ethernet sử dụng cáp điện thoại 10 BASE-T
Các tiêu chuẩn kết nối vật lý này cho thấy sự tiến triển của công nghệ
mạng Ethernet qua thời gian.
Tầng vật lý của IEEE 802.3 có thể dùng các tiêu chuẩn sau để xây dựng:
10BASE5: tốc độ 10Mb/s, dùng cáp xoắn đôi không bọc kim UTP
(Unshield Twisted Pair), với phạm vi tín hiệu lên tới 500m, topo mạng hình sao.
10BASE2: tốc độ 10Mb/s, dùng cáp đồng trục thin-cable với trở kháng
50 Ohm, phạm vi tín hiệu 200m,topo mạng dạng bus.
10BASE-T: tốc độ 10Mb/s, dùng cáp đồng trục thick-cable (đờng kính
10mm) với trở kháng 50 Ohm, phạm vi tín hiệu 500m, topo mạng dạng bus.
10BASE-FL: dùng cáp quang, tốc độ 10Mb/s phạm vi cáp 2000m
1.1.1.4. CSMA/CD: Đa truy xuất cảm nhận sóng mang có phát hiện xung đột
11
ES ES
ES
Max .185mMax. 500m
0.5mMax .2.5m
Max.50m
ES
Hub Hub
ES ES
ESES
Max.4 Hub
100m
Tìm hiểu công nghệ ADSL
Tìm hiểu công nghệ ADSL
mạng không bị bận và sẽ truyền vào thời điểm xấp xỉ nhau. Nếu điều này sảy ra
thì sẽ gây ra xung đột nh minh hoạ ở của hình 1.7.
Khi tất cả node đang truyền mà phát hiện ra xung đột, node truyền đi một
tín hiệu nhồi (jam signal) nhấn mạnh thêm xung đột đủ lâu dài để tất cả node
khác nhận ra. Tất cả node khác đang truyền sẽ ngừng việc gửi frame trong thời
gian đợc chọn ngẫu nhiên trớc khi cố gắng gửi lại. Nếu lần gởi lại cũng dẫn đến
kết quả xung đột, node đó sẽ gửi lại và số lần gửi lại là 15 lần trớc khi bỏ hẳn
việc gửi. Các đồng hồ chỉ định thời quay lui tại các máy khác nhau là khác
nhau. Nếu hai bộ định thời đủ khác nhau, một máy trạm sẽ thực hiện lần gởi kế
thành công.
1.1.1.5. Fast Ethernet
Để truyền các loại dữ liệu lớn hay phức tạp chúng ta sử dụng giao thức Fast
Ethernet (100 Mbps). Trong tầng MAC, Fast Ethernet sử dụng cùng nguyên lý
nh Ethernet truyền thống (CSMA/CD) chỉ có điều tốc độ đờng truyền đã đợc
tăng lên từ 10 Mbps đến 100 Mbps. Để cho CSMA/CD làm việc, chúng ta có hai
sự lựa chọn: làm tăng độ dài cực tiểu khung kết cấu hoặc giảm sự va chạm miền
(tốc độ của ánh sáng không thể thay đổi đợc). Việc tăng thêm độ dài cực tiểu
13
Xung đột
JAM JAM
JAM
JAM JAMJAM JAM
A B DC
hình 1.7 Xung đột giữa máy trạm
Tìm hiểu công nghệ ADSL
của khung kết cấu kéo theo sự bổ sung ở phía trên. Nếu dữ liệu đợc gửi đi không
đủ dài, thì chúng ta cần phải tăng thêm bytes. Fast Ethernet có các tùy chọn
khác: miền va chạm có đợc giảm bớt bởi một hệ số của 10 ( từ 2500 m đến 250
m). Với mạng hình sao thì độ dài 250 m đợc chấp nhận trong nhiều trờng hợp.
1.1.2.1. Cấu trúc gói số liệu
Cấu trúc gói số liệu Token Ring đuợc mô tả chi tiết trong hình dới. Sau dây
là mô tả ý nghĩa các trờng:
- SD(Start Delimiter): SD = J K 0 J K 0 0 0- Giới hạn đầu của gói số liệu,
bao gồm các mẫu ký tự (symbols) J và K. Việc mã hoá J và K phụ thuộc
vào phơng pháp điều chế tín hiệu cụ thể ở mức vật lý (differential
mancherter encoding).
SFS Included in FCS EFS
SD AC FC DA SA Information FCS ED FS
1 1 1 6 6 n
*
4 1 1 Byte
Hình 1.8.1:Cấu trúc gói số liệu IEEE 802.5
I/G U/L
14 bit Ring
No.
32 bit
Host
Hình 1.8.2: Cấu trúc địa chỉ
SD AC ED
1 1 1 Byte
Hình 1.8.3 : Cấu trúc thẻ bài (ToKen)
- AC (Acces control): AC = P P P T M R R R- Trờng điều khiển truy nhập
+ P: Priority Bit - Xác định mức u tiên truy nhập (8 mức u tiên)
+ T: Token Bit - Xác định trạng thái của thẻ bài: T= 0: thẻ bài rỗi;
T=1:thẻ bài bận.
+ M: Monitor Bit - Xác định chức năng điều khiển giám sát hoạt
động của mạng.
15
Tìm hiểu công nghệ ADSL
dụng thẻ bài để gắn quyền truy nhập mạng với các mức u tiên truy nhập khác
nhau đợc mô tả chi tiết trong ví dụ sau đây.
1.1.2.2. Nguyên tắc hoạt động
Giả sử thiết bị đầu cuối A có nhu cầu phát số liệu cho thiết bị cuối C. A
chờ nhận đựơc thẻ bài có trạng thái rỗi và có độ u tiên truy nhập của A, chuyển
thẻ bài rỗi thành giới hạn đầu SFS và phát số liệu cần phát sau đó với địa chỉ
đích là C. A phát trong thời gian quy định, còn gọi là thời gian giữ thẻ bài
THT (Token Holding Time ) hoặc phát cho đến khi hết số liệu cần phát. Lu ý
rằng, độ u tiên truy nhập mạng và thời gian giữ thẻ bài THT đựơc thiết lập khi
thực hiện cài đặt và cấu hình thiết bị cuối kết nối vào mạng.
Hình 1.9: quá trình hoạt động của Token Ring
Vì địa chỉ đích không trùng với địa chỉ nguồn của mình nên D nhắc lại gói
số liệu của A và phát tiếp tục trên mạng. Tơng tự nh D, B nhắc lại gói số liệu với
địa chỉ đích là C và địa chỉ nguồn là A.
Sau khi nhận lại gói số liệu mình phát, A thay đổi trạng thái các bit sao cho
gói số liệu trở thành một chuỗi bit bất kỳ, không còn là một gói số liệu xác định
đợc, nghĩa là loại bỏ gói số liệu do chính mình phát ra khỏi mạng, và phát thẻ
bài có trạng thái rỗi vào mạng.
1.2. Mạng diện rộng WAN
1.2.1. Kt ni im - im:
17
B B B
A A CC A C
DDD
Thẻ bài rỗi
A nhận thẻ bài rỗi A phát, C chép số liệu
Thẻ bài rỗi
A nhận số liệu do mình phát
số liệu đợc thực hiện dựa trên các kênh truyền dẫn ảo, phân biệt bởi các
định danh, xác định.
- Ngời sử dụng đợc cung cấp dải thông cần thiết theo yêu cầu, không phụ
thuộc vào hệ thống truyền dẫn vật lý cụ thể (bandwidth salabitlity)
- Do xác xuất lỗi của hệ thống truyền dẫn thấp nên có thể bỏ các biện pháp
phát hiện và khắc phục lỗi khi trao đổi số liệu giữa hai hệ thống kề nhau
và giảm các số liệu điều khiển chống lỗi ở mức mạng (fast packet
switching). Các giao thức ở mức cao có trách nhiệm đảm bảo trao đổi số
liệu chính xác giữa hai thực thể cuối (end- to-end control).
- Thời gian xử lý một đơn vị số liệu hay còn gọi là một tế bào ATM bởi hệ
thống chuyển mạch nhỏ và xác định. Một tế bào ATM có 53 byte, trong
đó có 5 byte tiêu đề (số liệu điều khiển).
- Đảm bảo chất lợng dịch vụ theo yêu cầu của ngời sử dụng (Quality of
Service).
- Frame relay, SMDS-Swithed Multimegabit Data Service, X.25 là các ví
dụ của công nghệ chuyển mạch gói.
1.2.2.4. Mạng X.25
Hình 1.11 : X.25 trên phơng tiện truyền dẫn không ổn định
19
Tìm hiểu công nghệ ADSL
X.25 ra đời vào những năm 1970. Mục đích ban đầu của nó là kết nối các
máy chủ lớn (mainframe) với các máy trạm terminal) ở xa. Ưu điểm của X.25
so với các giải pháp mạng WAN khác là nó có cơ chế kiểm tra lỗi tích hợp sẵn.
Chọn X.25 nếu bạn phải sử dụng đờng dây tơng tự hay chất lợng đờng dây
không cao.
X.25 là chuẩn của ITU-T cho truyền trông qua mang WAN sử dụng kỹ
thuật chuyển mạch gói qua mạng điện thoại. Thuật ngữ X.25 cũng còn đợc sử
dụng cho những giao giao thức thuộc lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu để tạo ra
mạng X.25. Theo thiết kế ban đầu, X.25 sử dụng đờng dây tơng tự để tạo nên
một mạng chuyển mạch gói, mặc dù mạng X.25 cũng có thể đợc xây dựng trên
- Có thể kết nối nh một kết nối đờng trục tới mạng LAN
- Có thể triển khai qua nhiều loại đờng kết nối khác nhau (56K, T-1, T-3)
- Hoạt động tại lớp Vật lý và lớp Liên kết dữ liệu trong mô hình OSI.
Khi đăng ký sử dụng dịch vụ Frame Relay, bạn đợc cam kết về mức dịch
vụ gọi là CIR (Committed Information Rate). CIR là tốc độ truyền dữ liệu tối
đa đợc cam kết bạn nhận đợc trên một mạng Frame Relay. Tuy nhiên, khi lu l-
ợng trên mạng thấp, bạn có thể gửi dữ liệu ở tốc độ nhanh hơn CIR. Khi lu lợng
trên mạng cao, việc u tiên sẽ dành cho những khách hàng có mức CIR cao.
1.2.2.6. ISDN (Intergrated Services Digital Network)
Một trong những mục đích của ISDN là cung cấp khả năng truy nhập mạng
WAN cho các hộ gia đình và doanh nghiệp sử dụng đờng cáp đông điện thoại.
Vì lý do đó, các kế hoạch triển khai ISDN đầu tiên đã đề xuất thay thế các đờng
dây tơng tự đang có bằng đờng dây số. Hiện nay, việc chuyển đổi từ tơng tự
sang số đang diễn ra mạnh mẽ trên thế giới. ISDN cải thiện hiệu năng vận hành
so với phơng pháp truy hập mạng WAN qua đờng quay số và có chi phí thấp
hơn so với Frame Relay.
21
Tìm hiểu công nghệ ADSL
hình 1.13: ISDN
ISDN định ra các tiêu chuẩn cho việc sử dụng đờng dây điện thoại tơng tự
cho cả việc truyền dữ liệu số cũng nh truyền dữ liệu tơngtự. Các đặc điểm của
ISDN là:
- Cho phép phát quảng bá nhiều kiểu dữ liệu(thoại, video, đồ họa..)
- Tốc độ truyền dữ liệu và tốc độ kết nối cao hơn so với kết nối quay số
truyền thống.
1.2.2.7. SONET (Synchronous Optical Network)
SONET là một chuẩn của American National Standards Institute để truyền
dữ liệu đồng bộ trên môi trờng truyền là cáp sợi quang. Tơng đơng với SONET
về mặt quốc tế là SDH (synchronous digital hierarchy). Cùng nhau, chúng đảm
bảo các chuẩn sao cho các mạng số có thể nối với nhau trên bình diện quốc tế và
máy tính và các thiêt bị ngoại vi. Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dây xoắn 10
BASET từ mỗi trạm của mạng. Khi có tín hiệu Ethernet đợc truyền tự một trạm
tới hub, nó đợc lặp đi lặp lại trên khắp các cổng của hub. Các hub thông minh có
thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặc không cho phép bởi ngời điều hành
mạng từ trung tâm quản lý HUB.
Có ba loại HUB:
- Hub đơn (stand alone hub ).
- Hub phân tầng (stackable hub, có tài liệu gọi là hub sắp xếp ).
- Hub modun (modular hub): Modular hub rất phổ biến cho các hệ
thống mạng vì nó có thể dễ dàng mở rộng và luôn có chức năng quản lý,
modular có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun 10 BASET.
Stackable hub là một ý tởng cho những cơ quan muốn đầu t tối thiểu ban
đầu cho nhng kế hoạch phát triển LAN sau này.
Nếu phân loại theo khả năng ta có 2 loại:
- Hub bị động (Passive hub): Hub bị động không chứa những linh kiện
điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức nng duy nhất
là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng.
- Hub chủ động (Active hub ): Hub chủ động có những linh kiện điện tử
có thể khuyếch đại và x lý tín hiệu điện t truyền giữa các thiết bị của
mạng. Quá trình xử lý dữ liệu đợc gọi là táI sinh tín hiệu, nó làm cho tín
hiệu trở nên tốt hơn, ít nhậy cảm và lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết
bị có thể tăng lên. Tuy nhiên những u điểm đó cũng kéo theo giá thành
của hub chủ động cao hơn nhiều so với hub bị động.
Về cơ bản, trong mạch Ethernet, hub hoạt động nh một repeater có nhiều cổng.
1.3.4. Liên mạng (Iternetworking )
24
Tìm hiểu công nghệ ADSL
Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung gọi là
Iternetworking. Iternetworking sử dụng 3 công cụ chính: bridge, router và switch.
1.3.4.1. Cầu nối (bridge ):
Copyright: Tài liệu đại học ©