ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỖ TRỌNG THẮNG LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHO MẠNG TRUY NHẬP CỐ ĐỊNH BĂNG RỘNG NGN LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2010 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỖ TRỌNG THẮNG LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHO MẠNG TRUY NHẬP CỐ ĐỊNH BĂNG RỘNG NGN Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60 52 70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN CẢNH TUẤN Hà Nội – 2010 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT. 4 DANH MỤC BẢNG BIỂU. 6 DANH MỤC HÌNH VẼ. 9 CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU MỘT SỐ CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP CỐ ĐỊNH BĂNG RỘNG .1 Công nghệ truy nhập đƣờng dây thuê bao số xDSL.1 Họ công nghệ truy nhập đƣờng dây thuê bao số.2 Công nghệ ADSL .1 Giới thiệu chung về công nghệ ADSL .2 Cấu trúc tổng quan mạng ADSL .3 Cơ chế hoạt động và dải tần của ADSL .4 Kỹ thuật điều chế .5 Kỹ thuật truyền dẫn song công .6 Ứng dụng của công nghệ ADSL .3 Công nghệ ADSL2 .1 Giới thiệu chung .2 Các tính năng liên quan đến ứng dụng .3 Các tính năng liên quan đến PMS-TC .4 Các tính năng liên quan đến PMD.4 Công nghệ ADSL 2+ .1 Giới thiệu chung .2 Mở rộng băng tần .3 Ghép để đạt tốc độ cao hơn .5 Công nghệ VDSL .6 Công nghệ HDSL và HDSL2 .1 Kỹ thuật điều chế:.2 Kỹ thuật truyền song công: .3 Cấu hình kết nối HDSL đối với E1 .7 So sánh các công nghệ họ xDSL.2 Công nghệ PON .1 Tổng quang về công nghệ PON .2 Bộ tách / ghép quang .3 Các đầu cuối mạng PON .4 Mô hình mạng PON .5 Công nghệ APON/BPON .36 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.6 Công nghệ GPON .1 Tình hình chuẩn hóa GPON.2 Kiến trúc GPON .3 Kỹ thuật truy nhập và phƣơng thức ghép kênh: .4 Phƣơng thức đóng gói dữ liệu: .5 Định cỡ và phân định băng tần động: .6 Bảo mật và mã hóa sửa lỗi .7 Khả năng cung cấp băng thông .8 Khả năng cung cấp dịch vụ .7 Công nghệ EPON .1 Kiến trúc mạng quang thụ động ethernet .2 Giao thức điều khiển đa điểm .8 WDM và TDM PON .9 So sánh các công nghệ PON .54 Tóm tắt chƣơng .55 CHƢƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP NGN .1 Cấu trúc phân lớp chức năng của NGN .1 Lớp ứng dụng .2 Lớp điều khiển: .3 Lớp truyền tải .4 Lớp truy nhập .2 Cấu trúc vật lý của mạng NGN .3 Các phần tử của mạng NGN .2 Media Gateway Controller (MGC) .5 Application Server / Feature Server (AS/FS) .4 Mạng truy nhập NGN .66 Tóm tắt chƣơng .67 CHƢƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT LẬP MẠNG TRUY NHẬP NGN CỦA THÀNH PHỐ PHỦ LÝ.
Phƣơng pháp tính toán thiết lập mạng truy nhập NGN .1 Thu thập số liệu .2 Lập dự báo nhu cầu dịch vụ viễn thông và lƣu lƣợng .3 Tính toán cỡ mạng truy nhập công nghệ ADSL .1 Định cỡ mạng truy nhập sử dụng công nghệ ADSL .2 Công thức tính dung lƣợng định cỡ mạng truy nhập .73 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.3 Tính toán lƣu lƣợng truyền tải dịch vụ ADSL .4 Tính toán truy nhập sử dụng công nghệ GPON .2 Thiết kế mạng truy nhập NGN cho thành phố Phủ Lý .1 Số liệu dự báo của Thành phố Phủ Lý .2 Bản đồ địa lý Thành phố Phủ Lý .3 Xác định cấu trúc mạng truy nhập của Thành phố Phủ Lý .4 Tính toán dung lƣợng mạng truy nhập Phủ Lý bao gồm Internet .5 Lựa chọn trang thiết bị mạng truy nhập thế hệ sau. 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 90 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 4 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AD Analog to Digital Bộ chuyển đổi tƣơng tự sang số Mạng quang thụ động truyền dẫn không APON ATM Passive Optical Network đồng bộ ADSL Asymetric Digital Subcriber Line Đƣờng dây thuê bao số không đối ứng AN Access Network Mạng truy nhập AGW Access Gateway Cổng truy nhập ATU-C ADSL Transmission Unit-CO Khối truyền dẫn ADSL phía tổng đài ATU-R ADSL Transmission Unit-Remote Khối truyền dẫn ADSL phía thuê bao ATM Asynchronous Transfer Mode Phƣơng thức truyền tải không đồng bộ CO Central Office Tổng đài trung tâm CAP Carrierless Aplitude Phase modulation Điều chế biên độ pha không sử dụng sóng mang DSL Digital Subcriber Line Thuê bao số DMT Discret Multi Tone DSLAM DSL Access Multiplexer Bộ ghép kênh truy nhập DSL DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số EPON Ethernet Passive ptical Network Mạng quang thụ động dùng Ethernet EMS Element Management System Hệ thống quản lý FTTH Fiber To The Home Cáp quang tới nhà FDC Fiber Distribution Cabinet: Tủ phối quang. FDB Fiber Distribution Box Hộp phân phối quang loại nhỏ.
GPON Gigabit-capable Passive Optical Mạng quang thụ động Gigabit Network HDSL High Digital Subcriber Line Đƣờng dây thuê bao số tốc độ cao IAP Internet Access Provider Nhà cung cấp truy cập mạng IDLC Intergrated Digital Loop Carrier Vòng thuê bao số tích hợp IP Internet Protocol Giao thức mạng ISDN Intergrated Service Digital Network Mạng số tích hợp dịch vụ ISP Internet Service Digital Network Nhà cung cấp dịch vụ Internet ITU-T International Telecommunication Tổ chức viễn thông quốc tế Union IWF Interworking Function Chức năng kết nối MG Media Gateway Cổng kết nối MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển cổng thiết bị MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng thiết bị MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MS Media Server Máy chủ đa phƣơng tiện NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau OLT Optical Line Terminal Đầu cuối đƣờng dây quang ONU Optical Network Unit Đơn vị mạng quang PDH Plesiochronous Digital Hierachy Phân chia số cận đồng bộ PON Passive Optiocal Network Mạng quang thụ động PAM Pulse Amplitude Modulatedtion Điều chế biên độ xung TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 5 POST Plain Old Teliphone Service Dịch vụ truyền thông PMS Physical Medium Specific Đặc tính môi trƣờng vật lý PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng QoS Quality of Service Chất lƣợng dịch vụ QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phƣơng BRAS BroadBand Remote Access Server Máy chủ truy nhập băng rộng từ xa RLC Remote Line Concentror Bộ tập trung thuê bao xa RT Remote Terminal Thiết bị đầu xa SDH Synchronous optical Network Phân chia số đồng bộ SGW Signlling Gateway Cổng báo hiệu SN Service Node Nút dịch vụ SNI Service Node Interface Giao diện nút dịch vụ STM-1 Synchronous Time Modulation Thiết bị ghép kênh đồng bộ thời gian TDM Time Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo thời gian T-CONT Transmission Container Container truyền dẫn TC Transmission Convergence Lớp hội tụ truyền dẫn TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối TGW Trunk Gateway Cổng trung kế VDSL Very High-speed DSL Mạng thuê bao số tốc độ rất cao VNPT Vietnam Post and Telecommunication Tổng công ty Bƣu chính Viễn thông Việt Nam WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bƣớc sóng WLL Wireless Local Loop Mạch vòng vô tuyến TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 6 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Bộ khuyến nghị của ITU về ADSL .2: Đặc tính hoạt động của một cặp modem HDSL .3: So sánh các công nghệ họ xDSL .4: So sánh các công nghệ PON .1: Mật độ thuê bao điện thoại, Internet hiện tại của Phủ Lý .2: Kết quả dự báo dịch vụ internet (GPON) .3: Kết quả dự báo dịch vụ Internet (ADSL) .4: Lƣu lƣợng Internet băng rộng .83 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 7 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mô hình cấu trúc tổng quan mạng ADSL .2: Thoại cơ bản sử dụng dải tần số từ 300 Hz tới 3,400 Hz .3: Dải phổ tần của ADSL .4: Băng tần mã hoá DMT .5: Số bit/kênh .6: Số bit/kênh .7: Sơ đồ khối chi tiết bộ thu phát ADSL DMT .8: Thu phát tín hiệu theo phƣơng pháp điều chế CAP .9: FDM hoàn toàn song công .10: Phƣơng thức EC .11: Phân tách tín hiệu lên xuống bằng phƣơng pháp khử tiếng vọng .12: Tốc độ số liệu đƣờng xuống của ADSL2+ so với ADSL2 .13: Ghép hai đƣờng ADSL2+ .14: Khả năng cung cấp dịch vụ của kỹ thuật VDSL .15: Băng tần HDSL-2 sử dụng phƣơng pháp điều chế CAP kết hợp với ghép kênh theo tần số hoặc kỹ thuật xóa tiếng vọng .16: Phạm vi hoạt động của HDSL phụ thuộc NEXT từ các dịch vụ khác .17: Cấu hình kết nối HDSL đối với E1 .18: Mô hình mạng quang thụ động.19: Các hình cơ bản các loại Coupler .20: Coupler 8x8 đƣợc tạo ra từ nhiều Coupler .21: Các mô hình mạng PON .22: Kiến trúc Mạng GPON .23: Các khối chức năng của OLT .24: Các khối chức năng của ONU .25: Cấu trúc cơ bản Mạng cáp quang thuê bao .27: GPON Ranging pha 1 .28: GPON Ranging pha 2 .29: Báo cáo và phân bổ băng thông trong GPON.30: Thủ tục cấp phát băng thông trong GPON .31: Lƣu lƣợng hƣớng xuống trong EPON .32: Lƣu lƣợng hƣớng lên trong EPON .33: Thời gian Round-trip .34: Giao thức MPCP-hoạt động của bản tin Gate .35: Giao thức MPCP-hoạt động của bản tin Report .1: Cấu trúc mạng và dịch vụ NGN .2: Các thành phần và vị trí của lớp điều khiển .58 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.3: Mạng quản lý TMN theo khuyến nghị của ITU .4: Cấu trúc vật lý mạng NGN .5: Cấu trúc của Media Gateway .6: Cấu trúc của Softswitch .7: Cấu trúc của Server ứng dụng .8: Cấu hình mạng truy nhập NGN .1: Sơ đồ tính lƣu lƣợng ADSL .2: Bản đồ địa lý thành phố Phủ lý .3: DSLAM ZTE ZXDSL-9800 .4: OLT Switch Router 2048 ports .5: Switch S6506R của Huawei .88 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 9 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của các ngành điện tử - tin học, công nghệ viễn thông đã phát triển rất mạnh mẽ, cung cấp ngày càng nhiều loại hình dịch vụ mới đa dạng, an toàn, chất lƣợng cao đáp ứng ngày càng tốt hơn yêu cầu của xã hội. Đặc biệt, sự ra đời của mạng thế hệ sau NGN đã góp phần to lớn đáp ứng đƣợc các yêu cầu này. Cùng với sự ra đời của mạng NGN, hệ thống mạng truy nhập băng rộng của NGN với tiện ích của nó sẽ trực tiếp cung cấp tốt hơn nhu cầu dịch vụ băng rộng. Vì vậy hiện tại ở Việt nam VNPT, Viettel … đang phát triển rất mạnh về mạng truy nhập băng rộng.
Trong đó các vấn đề về lựa chọn các công nghệ băng rộng nhƣ ADSL, GPON…đƣợc xem là trọng điểm. Vì vậy, vấn đề lựa chọn công nghệ truy nhập băng rộng có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cấp bách. Đây chính là lý do của việc lựa chọn luận văn, tên luận văn “Lựa chọn công nghệ cho mạng truy nhập cố định băng rộng NGN”. Mục tiêu của đề tài là lựa chọn công nghệ truy nhập băng rộng cho Việt Nam.