Công nghệ VDSL và khả năng ứng dụng

ần phải có một clock chung cho các siêu khung. Thật không may là các nhà điều hành khai thác xem sự phân bố của các clock chung này là một công việc khó khăn. Các nhà điều hành khai thác rất ngại chịu trách nhiệm khi cung cấp một clock chung, tin cậy cho nhứng thuê bao trong mạng của minh. Họ lo lắng khi nguồn clock chung này bị hỏng sẽ làm cho họ bị các khách hàng kiện tụng. Kết quả là, các nhà điều hành FSAN khuyến cáo nên sử dụng song công phân tần cho việc song công VDSL. Khi đã xét đến các yêu cầu của hệ thống VDSL có thể thấy rõ ràng là việc song công phân thời có ưu điểm hơn song công phân tần khi sử dụng trên cơ sở điều chế DMT. Tuy nhiên, yêu cầu cần phải đồng bộ của song công phân thời lại gây khó khăn cho các nhà cung cấp dịch vụ trong một môi trường tự do. Vì vậy, sơ đồ song công cho VDSL hiển nhiên là song công phân tần. Trong các phần trước cho thấy rằng để đáp ứng các yêu cầu của VDSL thì sự kết hợp giữa điều chế DMT và song công phân thời sẽ cho kết quả tốt nhất. Phân này đưa ra các kết quả đo đạc việc thực hiện thực tế các hệ thống như vậy. Kiểm tra tầm cự ly cực đại đánh giá tầm cự ly đường dài nhất của một hệ thống khi hoạt động ở những tốc độ cho hai chiều chiều xuống và chiều lên cố định và với cùng một mức nhiễu cho cả hai chiều. Hình 2.32 vẽ tầm cực đại trung bình đo được của 5 hệ thống VDSL song công phân thời dựa trên DMT hoạt động ở các tốc độ dữ liệu đối xứng khác nhau với mức nhiễu cho cả hai chiều chiều lên và chiều xuống cùng là 6dB và tỷ số sai bit không quá 10-7. Đồ thị cho thấy tốc độ đối xứng 13 Mbps có thể hỗ trợ đường dây 0,5 mm (24 AWG) dài đến gần 1,4 km và hỗ trợ đường dây 0,4 mm (26AWG) dài đến gần 1,1 km. Tốc độ đối xứng 26 Mbps có thể tải trên đường dây 0,5 mm dài đến 850 m và 0,4 mm dài đến 700 m. Dải (m) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 10/10 16/10 20/20 26/20 Tốc độ dữ liệu 0,5 mm 0,4 mm Hình 2.32 Tầm cực đại trung bình của các hệ thống song công VDSL phân thời đối xứng Hình 2.33 vẽ tầm cự ly cực đại trung bình của một hệ thống VDSL song công phân thời dựa trên DMT khi được cấu hình để hỗ trợ truyền dẫn bất đối xứng 8:1 với mức nhiễu cho cả hai chiều là 6 dB và tỷ số sai bit không quá 10-7 ở cả hai chiều. Tốc độ kết hợp chiều xuống 26 Mbps và chiều lên 3,2 Mbps trên đôi dây đường kính 0,5 mm có thể dài đến 1,3 km và trên đôi dây đường kính 0,4 mm có thể dài đến 1,5km. Tốc độ kết hợp chiều xuống 52 Mbps và chiều lên 6,4 Mbps trên đôi dây đường kính 0,5 mm có thể dài đến 700 m và trên đôi dây đường kính 0,4 mm có thể dài tới 600 m. Việc đo đạc được thực hiện ít nhất là 5 đôi dây từ 5 vùng khác nhau trên thế giới để tạo ra giá trị trung bình ở trên. 0,5 mm 0,4 mm Dải (m) 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 10/10 16/10 20/20 26/20 Tốc độ dữ liệu Hình 2.33 Tầm cực đại trung bình của các hệ thống song công VDSL phân thời bất đối xứng 8:1 2.3.3 Ưu nhược điểm của các phương pháp truyền dẫn song công a. Phương pháp FDM Ưu điểm Triệt tiêu được NEXT vì vì hai dải tần số cách nhau bằng băng tần bảo vệ. Không cần sự đồng bộ giữa phát và thu. Được phát triển từ lâu nên có sự chín muồi về công nghệ. Không đòi phải đồng bộ nhịp đồng hồ của các modem. Không yêu cầu phải dung hoà giữa chất lượng của các dịch vụ tốc độ thấp và tốc độ cao. Chất lượng của hệ thống có thể dự đoán trước. Thêm hoặc thay đổi các khách hàng cũng không làm thay đổi chất lượng đường truyền tới khách hàng hiện tại, miễn là việc thực hiện kỹ càng. Nhược điểm Không sử dụng hiệu quả băng thông vì luồng lên và luồng xuống ở hai dải tần khác biệt nhau và còn có dải tần bảo vệ. Thành phần tần số cao sẽ bị suy giảm. Tốc độ luồng xuống ở dải tần cao nên bị giảm nhanh chóng khi cự ly truyền dẫn tăng do suy hao ở miền tần số cao nhanh. Vẫn xảy ra hiện tượng nhiễu xuyên âm với các kĩ thuật xDSL khác. Do truyền ở tần số cao. b. Phương pháp TDM Ưu điểm Sử dụng hiệu quả băng thông vì không có khoảng bảo vệ giữa các băng thông. Không bị ảnh hưởng nhiều về tốc độ đường truyền khi truyền dẫn tại miền tần số cao. Nhược điểm Đòi hỏi phải đồng bộ nhịp đồng hồ của các modem. Trong quá trình phát triển dịch vụ việc thay đổi các khách hàng sẽ làm ảnh hưởng tới chất lượng đường truyền tới các khách hàng hiện tại. 2.4 Mô hình tham chiếu của VDSL Phần lớn các DSL chủ yếu được dự định sử dụng từ một CO tới khách hàng và thứ yếu dùng từ những bộ ghép phân phối sợi quang. Trái ngược với VDSL. VDSL sẽ chủ yếu được dùng cho những vòng lặp từ một đơn vị mạng quang (ONU ), cái mà có đặc điểm là đặt tại nơi cách xa khách hàng không lớn hơn 1km. Một số các vòng lặp VDSL nối trực tiếp tới CO. Sợi quang kết nối trực tiếp ONU tới CO. VDSL truyền dẫn qua một cáp xoắn đôi thường dùng cho vài ngàn feet từ ONU tới khách hàng. Như thấy trên hình 2.34. Nhu cầu VDSL đựơc phát triển bởi nhóm tiêu chuẩn T1E1.4 mô tả các tốc độ và khoảng cách từ ONU tới phía khách hàng. Cáp từ mạng tới ONU có thể được kết nối trực tiếp tới ONU, hình tròn ( phương pháp nối vài ba thiết bị với nhau dọc theo buýt, quản lí các tín hiệu đối với từng thiết bị ), hay qua bộ tách quang thụ động. Mạng nối tiếp VDSL Kết nối trực tiếp Mạng ONU Mạng quang thụ động Hình 2.34 Cấu trúc mạng VDSL Công nghệ VDSL hướng tới việc cung cấp truyền dẫn tốc độ cao trên đường dây thuê bao điện thoại có độ dài không quá 1,5km. Mạng điện thoại thường có 2 dạng kiến trúc vòng thuê bao. Những nơi dân cư dày đặc hay thành phố có nhiều khách hàng ở gần tổng đài nội hạt nên VDSL có thể được cung cấp trực tiếp từ tổng đài nội hạt. cấu hình này gọi là cấu hình fiber-to-the-exchange ( FTTEx ) và được minh hoạ ở hình 2.35. CO/LEX Đường dây xoắn đôi Khách hàng Hình 2.35 Kiến trúc FTTEx Khi thực hiện cáp quang mở rộng vào sâu mạng hơn thì công nghệ VDSL dùng bộ ONU trong cấu hình fiber- to- the- cabinet ( FTTCab ) như minh hoạ trên hình 2.36. CO/LEX ONU Đường dây xoắn đôi Khách hàng Fiber Hình 2.36 Kiến trúc FTTC Kênh truyền dẫn là môi trường vật lí dùng để chuyển tín hiệu mang thông tin từ điểm này đến điểm khác. Trong mạng điện thoại nội hạt kênh truyền dẫn là các đôi dây xoắn được chế tạo bằng cách xoắn đôi 2 đôi dây đồng cách điện với nhau. Sau đó nhiều dây lại được xoắn chặt với nhau tạo thành sợi cáp. Từ tổng đài nội hạt hay ONU các đôi cáp sẽ toả ra và từng đôi dây xoắn sẽ rẽ ra để cung cấp dịch vụ cho thuê bao. Trong cấu trúc FTTCab sẽ có hai kiến trúc được sử dụng là cấu trúc Hub thụ động và kiến trúc Hub tích cực. Hub thụ động POTS Khách hàng POTS VDSL LPF LPF VDSL Set- top Box or PC VDSL Set- top Box or PC VDSL Set- top Box or PC Hình 2.37 Cấu hình VDSL có Hub thụ động Cấu trúc Hub thụ động cho phép kết nối trực tiếp nhiều máy thu phát VDSL ở phía khách hàng ở cuối của đường dây. Hình 2.37 nêu rõ đặc thù của cấu trúc NT thụ động yêu cầu khoảng cách từ phía ONU không lớn hơn 100m tới đơn vị khách hàng dùng VDSL, vì vậy phải tạo cho nó thích hợp hơn cho các ống quang tới các cột quang và các ứng dụng trong các toà nhà. Cấu trúc này được sử dụng cho tiêu chuẩn kĩ thuật dạng DAVIC VDSL, trong tiêu chuẩn này sử dụng điều chế biên độ pha không sóng mang cho tốc độ 13; 25, 92 và 51 Mbit/s thu và 1,6 Mbit/s cho phát qua đôi dây xoắn. Cấu trúc Hub tích cực chỉ trên hình 2.38 cho phép có những sản phẩm lớn hơn (cả về băng tần và phạm vi) bằng việc dùng một cấu hình điểm tới điểm cho vòng lặp truyền dẫn. Hub tích cực bao gồm một bộ thu phát đơn VDSL, và các đường nối tách biệt tới mỗi cổng (được chỉ ra) hoặc là một đường bus trong nhà thuê bao (không chỉ ra). POTS VDSL LPF LPF Set- top Box or PC Set- top Box or PC VDSL Set- top Box or PC Hub tích cực POTS Khách hàng Hình 2.38 Cấu hình VDSL có Hub tích cực 2.5 Mô hình chuẩn của VDSL 2.5.1 Mô hình giao diện Network (“V”) Interface VTO-O Splitter Splitter VTU-R NT1 User (“T”) Interface POST or ISDN to CO POST or ISDN to CPE V U2_O U1_O U1_R U2_R T/S UTP Hình 2.39 minh hoạ mô hình tham chiếu giao diện chung cho tầng truy nhập cáp đồng của mạng VDSL. Các đường dây thẳng đứng chỉ các giao tiếp chuẩn. Các bộ tách dịch vụ tách các tín hiệu VDSL ra khỏi các tín hiệu của các dịch vụ có tần số thấp hơn như POST hay ISDN chẳng hạn. Hình 2.39 Mô hình tham chiếu giao diện 2.5.2 Mô hình giao thức 2.5.2.1 Mô hình tầng giao thức Lớp hội tụ truyền dẫn (TC) được chia thành một phần đặc tính thích nghi chuyền vận ( TPS-TC: transport protocol specific-TC ) và một phần đặc tính môi trường vật lí ( PMS-TC: Physical Medium Specific-TC ). Các lớp của VDSL được mô tả ở hình 2.40. I-O I-R Transport Protocol (e.g.ATM) Transport Protocol (e.g.ATM) V Private Physical TP Media PMD PMS-TC TPS-TC PMD PMS-TC TPS-TC U1 Private Internal Interface S/T ONU NT - O - R Hình 2.40 Mô hình các lớp giao thức VDSL 2.5.2.2 Phân tích chức năng VDSL có các ứng dụng trong vận chuyển dữ liệu của các giao thức khác nhau. Tài liệu hiện tại nhằm vào vận chuyển của ATM và STM ( SDH ), nhưng máy thu lõi VDSL là dung lượng của những ứng dụng phụ thêm vào trong tương lai. Những cấu trúc bên trong của các lớp giao thức TPS-TC là đặc tính ứng dụng. Hình 2.41 chỉ ra phân tích ứng dụng của VDSL với các điểm tham chiếu kết hợp. TC Các bộ tách dịch vụ không chỉ ra VDSL Application VDSL Application Network Termination (NT) VDSL Link Application Independent TPS-TC Optical Network Unit (ONU) Application Independent TPS-TC TC TBD SDH ATM SDH ATM PMD PMD I1_R I_O U1_O U1_R -O -R TBD SDH ATM PMS-TC ATM SDH TBD PMS-TC TBD Hình 2.41 Phân tích chức năng 2.5.3 Những điểm tham chiếu Điểm tham chiếu V: tại giao diện mạng vật lí giữa VTU-O và ONU. Những điểm tham chiếu U: những tín hiệu ISDN/POST có thể ở cùng môi trường vật lí như tín hiệu VDSL bởi các bộ tách đang sử dụng. Vì vậy, điểm tham chiếu U1 xem môi trường đôi dây đồng đang mang các tín hiệu hỗn hợp, trong khi điểm tham chiếu U2 chỉ rõ chỉ trong các cổng modem VDSL. Các điểm tham chiếu S và T: điểm tham chiếu đầu cuối truy nhập (ATP) chỉ rõ bảo vệ và đầu cuối phân phối cáp. 2.6 Thiết kế mạng VDSL 2.6.1 Mô hình chi phí Mạng cần được nâng cao sự đầu tư có thể được phân sang đầu tư các thiết bị cáp (sợi, các loại cáp mới ...), đầu tư các dịch vụ cơ bản (các thiết bị đầu cuối đường dây quang và đơn vị mạng quang) và đầu tư cụ thể cho các dịch vụ (đôi modem DSL). Thứ nhất hai hình thức đầu tư mạo hiểm cao ban đầu phải làm trước khi bất cứ thuê bao nào được kết nối. Đầu tư dịch vụ cụ thể tuỳ thuộc vào số các thuê bao được kết nối và cho nên được kết hợp với mạo hiểm tài chính thấp hơn. Tổng chi phí của VDSL nâng cấp đươc thể hiện trong phương trình (6.1): Ctot = Ccable + Csite + CONU + COLT + COAM + Crest (6.1) Ctot = Chi phí tổng. Ccable = Chi phí các thiết bị cáp: nghiên cứu, sợi. Csite = Chi phí của nhà ONU và cài đặt. CONU = Chi phí của ONU: thiết bị, công suất. COLT = Chi phí của OLT: thiết bị, công suất, cài đặt. CVDSL = NT và LT, cài đặt thiết bị. COAM = Thiết bị OAM, chi phí OAM sau cài đặt. Crest = Chi phí có thể khác. Đầu tư mạo hiểm cao ban đầu tạo bởi đầu tư thiết bị cáp và đầu tư dịch vụ cơ bản, Ccable, Csite, CONU và COLT trong phương trình. Đầu tư cụ thể dịch vụ mạo hiểm thấp hơn trong tạo bởi CVDSL chi phí OAM, COAM được phân ra trong cả hai nhóm, thiết bị OAM sang đầu tư dịch vụ cơ bản và dịch vụ OAM sau lắp đặt tới chi phí cụ thể dịch vụ. Cũng như một số chi phí khác, giống chi phí của ONU, cũng bị tác động bởi số lượng thuê bao VDSL và bởi vậy có thể được tách rời trong cả hai nhóm. 2.6.2 Phân tích thành phần chi phí Như chỉ trong phương trình (6.1) tổng chi phí của VDSL nâng cấp bao gồm một vài thành phần khác nhau. Trong nghiên cứu sâu hơn, chỉ có chi phí cable, địa điểm, ONU và VDSL là được cấu thành. Điều đó được tính toán như chi phí cụ thể VDSL rằng nó không tồn tại như trong băng rộng khác và kĩ thuật truy nhập. Cũng như chi phí OAM và OLT là quan trọng nhưng được quyết định để ngoài nghiên cứu này. Đặc biệt OLT là chuyển mạch dữ liệu quang cái được sử dụng để kết nối số lượng lớn các ONU tới các mạng dữ liệu và có thể sử dụng bởi kĩ thuật khác hơn VDSL. Phần chi phí của OAM bao gồm cả trong chi phí của thiết bị ONU, bởi vậy phần còn lại có thể được xem như chi phí mà cũng như trong cùng lựa chọn băng rộng khác. 2.6.2.1 Thiết bị cáp Chi phí cáp tạo bởi chi phí của các sợi mới cái đã được lắp đặt trong mạng truy nhập. Sự đầu tư cần thiết tuỳ vào kiểu khu vực cụ thể. Nơi các ống mới được lắp đặt- dù các sợi hiện tại có được sử dụng hay không. Cũng như sự lựa chọn cấu trúc sợi cũng như kế hoạch bảo vệ cần thiết có ảnh hưởng lớn trên các đầu tư cần thiết. Mặc dù thiết bị cáp tạo một phần ý nghĩa của tổng chi phí nó không chứa đựng sự rủi ro lớn. Cáp được lắp đặt có khả năng được sử dụng như thế nào, cho rằng mục dích lâu dài tới mạng FTTH. Để giảm chi phí trong tương lai nó có thể suy xét kích thước cáp được lắp đặt tuỳ thuộc nhu cầu được đánh giá tương lai. Cộng thêm các chi phí gây ra bởi một cáp lớn hơn có thể là hợp lí bởi việc tiết kiệm chi phí cài đặt mới trong tương lai. Mặt khác người ta cho rằng một sự thu nhập chắc chắn sẽ tạo ra bởi đầu tư thu được trong mạng cáp, bởi vậy quá nhiều sự không cần thiết dung lượng thừa cho mục đích tương lai không được chấp nhận. Một số loại còn lại được tìm thấy là quá đủ cáp để được lắp đặt. Việc lắp đặt các cáp mới là công việc mỗi ngày để người điều hành hiện nay. Điều này có nghĩa là người điều hành không có nhiều sự không rõ ràng trong đánh giá chi phí cáp hay trong nhân tố chi phí khác sau tổng chi phí cáp. Chi phí thiết bị sợi mới có thể được tách ra trong các phần riêng biệt nhau: Phí tổn nghiên cứu, tuỳ thuộc vào kiểu vùng và chi phí của sợi. Chi phí cáp, bao gồm cáp mới và công việc lắp đặt nó. Chi phí cáp và phí tổn nghiên cứu là tương xứng với chiều dài nhu cầu cáp mới. Một sự đánh giá của tất cả chiều dài cáp có thể được tính với sự giúp đở của hình học. Việc chọn phương pháp bảo vệ cũng có một tác động đáng kể trên các thiết bị cáp. Ví dụ nó cần phải có hai đường tách biệt tới mỗi ONU. Loại nhu cầu này có thể chỉ ra các kết nối theo hình chữ nhật điều đó không tồn tại trong mạng hiện nay. Chi phí của cáp được thể hiện như trong phương trình (6.2). Ccable = Cfibre ( loại cáp, chiều dài ) + Cwork ( loại vùng, meter ) + Cend ( số lượng ống ) (6.2) Ccable = tổng chi phí cáp. Cfibre = chi phí ống. Cwork = chi phí nghiên cứu và chi phí công việc lắp đặt. Cend = chi phí của việc đưa cáp được lắp đặt vào sử dụng, kết cuối của sợi cáp. Như trong phương trình (6.2) chi phí ống cáp tuỳ thuộc vào chiều dài dụng cụ đo cáp mới, loại cáp, kiểu vùng và số lượng các ống được mang vào sử dụng. Chi phí sợi cáp (Cfibre) và chi phí mang vào cáp được lắp đặt đưa vào sử dụng (Cend) tạo ra một phần trạng thái của chi phí trừ khi kiểu vùng không các tác động trên những cái này. Sự giao động lớn nhất là rắc rối với công việc nghiên cứu và lắp đặt (Cwork) trong phương trình. Một phạm vi từ 3-56 Euro/m tuỳ thuộc vào kiểu vùng được đề nghị. Mức chi phí có thể cao hơn sự cần thiết, tới mức 120 Euro/m nếu không thể sử dụng các sợi hiện tại và các sợi mới phải chôn dưới đường nhựa trong khu vực thành phố. 2.6.2.2 Địa điểm ONU Một vấn đề với cấu trúc FTTcab và FTTC là để tìm một vị trí thích hợp cho ONU. Ở đây thừa nhận rằng một vị trí có thể được tìm thấy với chi phí hợp lí. Vì sự quan trọng của chi phí địa điểm trong quan hệ tới chi phí ONU khác nó được quyết định rằng điều này nên điều khiển tách từ chi phí ONU khác. Bởi vậy nếu sự phát triển tương lai của chi phí so sánh nó chắc chắn rằng giá thiết bị ONU sẽ giảm trong khi chi phí của Ốc đảo một địa điểm cho ONU gần như không giảm xuống hơn. Csite = Cbuilding (kiểu vùng, loại ONU) + Cinstallation (kiểu vùng, cỡ ONU) (6.3) Csite = tổng chi phí địa điểm. Cbuilding = chi phí công việc xây dựng. Cinstallation = chi phí lắp đặt thiết bị ONU. 2.6.2.3 Thiết bị ONU Chi phí cài đặt và xây dựng là phần của chi phí địa điểm ONU. Chi phí thiết bị ONU được tạo bởi chi phí thiết bị cần thiết cho các toà nhà một ONU trong địa điểm ONU, chi phí ý nghĩa, giá, thẻ cần thiết và thiết bị công suất dự phòng. Những cái này bao gồm chi phí biểu hiện trong phưong trình (6.4). CONU = Cframe (cỡ ONU) + Ccards (ONU) + Cpower (cỡ ONU) (6.4) CONU = Tổng chi phí ONU. Cframe = chi phí của giá và ngăn cần thiết cho các thẻ cài đặt. Ccards = chi phí của thẻ sợi, thẻ OAM, đơn vị công suất. Cpower = chi phí thiết bị cho công suất dự phòng, ắc qui… 2.6.2.4 Các modem VDSL Chi phí của modem VDSL không giống chi phí khác thể hiện ở đây trong một phương pháp rất quan trọng. Như các chi phí khác cần để tạo tại thời điểm của toà nhà mạng VDSL với chỉ có dự báo khả năng có thể số lượng của thuê bao VDSL, chi phí modem VDSL mô tả sau khi kết nối VDSL đã được yêu cầu bởi khách hàng. Điều này có nghĩa là mạo hiểm thấp hơn đáng kể nếu so sánh với các thành phần chi phí khác. Chi phí của modem VDSL và việc lắp đặt chúng được thể hiện trong phương trình (6.5). CVDSL = Cmodem (số thuê bao VDSL) + Cinstallation (số thuê bao VDSL) (6.5) CVDSL = tổng chi phí VDSL. Cmodem = chi phí của thẻ VDSL trong ONU (LT) và tại thuê bao (NT). Cinstallation = chi phí lắp đặt một thuê bao VDSL mới. 2.6.3 Sự đánh giá gần đúng cho chi phí Chỉ có đánh giá chi phí gần đúng ở đây được thể hiện vì không biết về mức chi phí của các thành phần VDSL là bao nhiêu sẽ trong một vài năm khi mạng VDSL được xây dựng. Tuy nhiên một số cố gắng được đặt để tạo ra giá trị như khả năng thực tế có thể nhất so sánh với cái khác đến nỗi chi phí sau đây phân tích sự so sánh và độ nhạy có thể đưa ra ít nhất một số chỉ số của phần lớn giới hạn của mạng. Cho mỗi thành phần đánh giá chi phí thấp, trung bình, cao được đưa ra phân tích độ nhạy có thể thực hiện được. 2.6.3.1 Các thiết bị cáp Ở đây thừa nhận rằng phần lớn nhất của chi phí cáp được tạo bởi chi phí công việc lắp đặt, Cwork trong 2.6.2.1, phương trình (6.2). Loại cáp được sử dụng có một ảnh hưởng chi phí nhỏ hơn chút ít trên chi phí. Kiểu vùng được tính đến đánh giá chi phí như thấp, trung bình, cao. Chi phí của cáp được cài đặt mang vào sử dụng là quan trọng nếu so sánh với các chi phí khác. Ở đây thừa nhận rằng bao gồm cả các chi phí khác. Xem xét các loại cáp với 48, 24 và 12 sợi. Thậm chí cỡ lớn hơn có thể được cài đặt. Đặc biệt nếu cách dùng tới các mục đích khác như CATV có thể đựơc đoán trước. Trong mô hình mạng truy nhập, loại cáp đựơc cài đặt trong các cách sau: Kết nối AB và BC: 48-sợi cáp. Kết nối CD và CE: 24-sợi cáp. Kết nối BF, CF, DF và EF: 12-sợi cáp. Chi phí của các sợi cáp và công việc cài đặt được đánh giá sau: 48 ống cáp: 4 Euro/m, làm việc 13 Euro/m. 24 ống cáp: 2,5 Euro/m, làm việc 12,5 Euro/m. 12 ống cáp: 1,5 Euro/m, làm việc 11,5 Euro/m. Như thấy từ chi phí được đánh giá thừa nhận rằng phần chính của chi phí được tạo bởi chi phí của việc lắp đặt dưới đánh giá thấp hơn 5 Euro/m đánh giá trung bình được thể hiện ở trên và đánh giá cao cao hơn 10 Euro/m. Kết quả đánh giá chi phí được thể hiện trong bảng 2.8. Bảng 2.8 Đánh giá chi phí gần đúng của sợi cáp Cáp (sợi) Đánh giá chi phí (Euro/m) Low Medium High 48 12 17 27 24 10 15 25 12 8 13 23 2.6.3.2 Địa điểm ONU Theo phương trình (6.3) được biểu hiện trong 6.2.2 là kiểu vùng và cỡ ONU là các nhân tố chính sau chi phí của địa điểm ONU, Csite trong phương trình. Trong đánh giá chi phí thừa nhận rằng kiểu vùng được tính đến bởi phân biệt chi phí trong đánh giá cao thấp, trung bình và cao. Đặc biệt cỡ ONU có một ảnh hưởng trên chi phí cài đăt nhưng ở đây cỡ của được tính đến chỉ tại chi phí thiết bị ONU. Thừa nhận rằng địa điểm ONU được xây dựng theo một cách đến nỗi ONU được thay thế trong đó sẽ là thích hợp. Đánh giá chi phí của ONU được đưa ra trong bảng 2.9. Bảng 2.9 Đánh giá chi phí gần đúng của địa điểm ONU Địa điểm của ONU Đánh giá chi phí (Euro/m) Low Medium High LE 5000 10000 15000 AN 10000 20000 30000 Như thấy trong bảng trên chi phí của địa điểm tại vị trí LE là được tách ra từ chi phí của vị trí trong AN. Thừa nhận rằng phần lớn vị trí LE có đủ khoảng trống cho địa điểm một ONU trong khi ở AN một nhà mới cần được thường xuyên hơn. Cũng thừa nhận rằng sự thoát ra công suất điện là có gái trị tại vị trí LE trong khi tới vị trí AN trong nhiều trường hợp nó phải được xây dựng. Giá trị được thể hiện trong bảng 2.9 là đánh giá giá trị trung bình. Một số vị trí AN có được tìm thấy từ các toà nhà hiện nay và một số toà nhà cần thiết của địa điểm mới hoàn toàn, kết quả trong sự khác nhau chi phí cao tuỳ thuộc vào địa điểm. 2.6.3.3 Thiết bị ONU Chi phí ONU chủ yếu bị ảnh hưởng bởi cỡ ONU cần thiết cũng được chỉ ra trong phương trình (6.4) của 2.6.2.3. Thừa nhận rằng ở đây cỡ ONU đây chắc chắn tồn tại và cỡ cần thiết khác được thu được bởi chỉ có một phần ONU đang phủ đầy. Nó đã được quyết định rằng một cỡ ONU nhỏ được cần đến một phần trong topology nơi mà có một sự cần thiết để đặt ONU gần các thuê bao. Đặc biệt cỡ ONU lớn hơn có ích tại topology với các vùng ONU lớn hơn nơi số lượng các thuê bao có khả năng mỗi ONU có thể cao. Thừa nhận rằng cỡ ONU là 25, 250, và bội số của 250. Trong thực tế của mô hình AN. ONU 50 và ONU 250 là tương xứng với phần lớn các trường hợp như chỉ trong bảng 10. Cỡ ONU lớn hơn chỉ cần cho ONU đặt tại vị trí LE, ONU (A) trong bảng. Kết quả tương tự có thể được tính cho trường hợp không thay đổi ban đầu cũng như dựa trên số lượng thuê bao có khả năng tại mỗi ONU. Đánh giá chi phí gần đúng được thể hiện trong bảng 11. Những đánh giá này bao gồm chỉ thiết bị cái được đặt tại vị trí ONU loại trừ các thẻ đường VDSL cái được tính đến trong chi phí modem VDSL. Bảng 2.10 Cỡ ONU cần thiết trong mô hình AN thực tế với các tỉ lệ đo được khác nhau Topology Potential Subs/ONU VDSL Subs with certain rates 5% 10% 15% 20% 25% 30% FTAB ONU(A) 1870 93 187 280 374 468 561 ONU(B) 735 36 73 110 147 183 220 FTAC ONU(A) 4044 202 404 606 808 1011 1213 ONU(C) 470 23 47 70 94 117 141 FTABCDE ONU(A) 1872 93 187 280 374 468 561 ONU(B) 572 28 57 85 114 143 171 ONU(C) 298 14 29 44 59 74 89 ONU(D/E) 209 10 20 31 41 52 62 FTF ONU(312) 312 15 31 46 62 78 93 ONU(130) 130 6 13 19 26 32 39 ONU(56) 56 2 5 8 11 14 16 ONU(51) 51 2 5 7 10 12 15 -50 ONU50 -250 ONU250 500- ONU500 or bigger Bảng 2.11 Đánh giá giá trị gần đúng cho thiết bị ONU ONU Size Cost estimates [Euro] Low Medium High 50 5000 10000 15000 250 10000 15000 20000 5001 15000 20000 25000 7502 20000 25000 30000 10002 25000 30000 35000 12502 30000 35000 40000 15002 35000 40000 45000 1 với chỉ có ONU(A) và ONU(C) trong mô hình AN với tỉ lệ đo được tới 30%. 2 Với chỉ có ONU(A) trong mô hình AN với tỉ lệ đo được tới 30%. 2.6.3.4 Các modem VDSL Chi phí modem VDSL chỉ có trị giá ở đây cái mà bị ảnh hưởng trực tiếp bởi số lượng các thuê bao VDSL được kết nối như chỉ ra trong phương trình (6.5) của phần 6.2.4. Những chi phí này chứa đựng sự mạo hiểm nhỏ nhất bởi vì đầu tư có thể được tao ra sau khi các thuê bao cho dùng các dịch vụ. Đánh giá chi phí các modem VDSL bao gồm tại cả hai chi phí các đầu mút và lắp đặt được biểu hiện trong bảng 2.12. Đặc biệt bốn hay hơn các VDSL LT là được hoà nhập trong một thẻ VDSL cái được cài đặt tại một ngăn trong ONU. Để chính xác đánh giá chi phí nên chịu tác động khi một thẻ được cài đặt. Điều dể dàng này là không được tính đến và chỉ có đánh giá mỗi thuê bao VDSL là được ghi rõ trong bảng. Bảng 2.12 Đánh giá chi phí gần đúng cho modem VDSL Modem VDSL Đánh giá chi phí ( Euro) Low Medium High 300 600 900 2.6.4 So sánh các chi phí của các Topology 2.6.4.1 Tổng chi phí Tổng chi phí được ước lượng của mạng truy nhập cần thiết nâng cấp trong các topology khác nhau được biểu thị trong hình 2.42. Nó cũng được chỉ ra chi phí được tạo của các thành phần khác nhau như thế nào. Với tỉ lệ đo được thấp tỉ lệ lớn chi phí cơ bản và chi phí mạng – cáp, địa điểm, và chi phí ONU có thể được lưu ý. Khi tỉ lệ đo được tăng, tỉ lệ mạo hiểm chi phí modem VDSL thấp, ngay cả khi tỉ lệ số lượng thuê bao, tăng lên đáng kể. Như quá trình thâm nhập tăng từ 5 đến 30% tỷ lệ chi phí modem VDSL của tổng chi phí trong thực tế tăng trong FTAB topology từ 30 đến 77%, trong FTAC topology từ 31 đến 73% trong FTABCD từ 22 đến 58% và FTF từ 7 đến 31%.trong trường hợp không thay đổi cùng xu hướng có thể được chú ý. Nếu chi phí của thực tế và trường hợp ban đầu đựơc so sánh có thể chú ý rằng FTABCDE và FTF topology có cùng tổng chi phí. Sự khác nhau nhỏ gây ra bởi sự thay đổi cỡ ONU cần thiết. Có ít sự khác nhau lớn trong trường hợp của FTAB và FTAC topology. Trong thực tế tổng chi phí là lớn hơn đáng kể. Điều này gây ra bởi phân phối thực được cung cấp, cái đặt thuê bao gần LE hơn, trong VDSL vùng có khả năng hơn những gì được đặt đó trong trường hợp ban đầu. (a) (b) Hình 2.42 Tổng chi phí của topology với các tỉ lệ đo được khác nhau cho trường hợp ban đầu (a) và trường hợp thực tế (b) 2.6.4.2 Chi phí mỗi thuê bao VDSL Nếu chi phí tổng được tách rời ra bởi số lượng các thuê bao VDSL kết quả là chi phí của mỗi thuê bao VDSL: CVDSL- sub = Ctot / NVDSL - sub (6.6) CVDSL = chi phí mỗi thuê bao VDSL. Ctot = chi phí tổng của mạng nâng cấp. NVDSL - sub = số lượng các thuê bao VDSL. Trong hình 2.43 kết quả được chỉ ra cho các topology được nghiên cứu với các tỉ lệ đo được khác nhau. Như ngay cả khi nghĩ rằng chi phí tổng FTF topology có mức chi phí lớn nhất cho mỗi thuê bao hơn rất nhiều đặc biệt trong trường hợp tỉ lệ đo được thấp nơi chi phí tổng cao được tách rời bởi một số lượng thấp các thuê bao VDSL được kết nối. Thậm chí tại một tỉ lệ đo được 30% FTF topology chi phí khoảng hai lần mỗi thuê bao hơn topology tại điểm kia. Trong trường hợp không thay đổi chi phí mỗi thuê bao trong FTABCD topology là tới gần đầu kia của FTAB và FTAC. Hay thậm chí nếu trường hợp không thay đổi và thực tế được so sánh có thể chú ý rằng mức chi phí của FTABCDE là không giống nhau và chi phí FTAB và FTAC thấp hơn thực tế. Điều này gây ra bởi số lượng lớn thuê bao che phủ bởi FTAB và FTAC trong thực tế. Với cùng thiết bị thuê bao được che phủ thấp hơn trong trường hợp không thay đổi ban đầu, cho kết quả mức chi phí cho mỗi thuê bao VDSL cao hơn. Nếu chi phí mỗi cấu hình thuê bao VDSL được xem xét có thể dường như chi phí FTAB và FTAC là như nhau. Trong trường hợp không thay đổi chi phí của FTAC ít hơn đáng kể và trong trường hợp thực tế FTAB có mức chi phí thấp hơn đáng kể. Trong trường hợp không thay đổi việc nâng cấp lên FTABCD có thể thực hiện tại 10%-15% tỉ lệ đo được. Thậm chí tại tỉ lệ đo được 5% chi phí khác nhau có thể thấp hơn 800Euro. Trong trường hợp thực tế việc nâng cấp tới FTABCD có thể được xem xét tại tỉ lệ đo được cao hơn 5% so với trong trường hợp ban đầu. Điều này có nghĩa là khoảng 15% - 20% tỉ lệ đo được. (a) (b) Hình 2.43 Chi phí cho mỗi thuê bao VDSL với các tỉ lệ đo được khác nhau trong trường hợp ban đầu (a) và trong thực tế (b) 2.6.4.3 Chi phí dung lượng Tính toán chi phí của tổng chi phí dung lượng được tách rời bởi bởi tổng dung lượng truyền dẫn của tất cả các thuê bao được kết nối. Cùng kết quả dành được nếu mỗi thuê bao VDSL được tách rời bởi dung lượng lớn nhất trung bình: Ccap = CTOT / ( NVDSL - sub * CAPAVE ) (6.7) = CVDSL - sub / CAPAVE Ccap = chi phí của dung lượng. CTOT = tổng chi phí của mạng nâng cấp. NVDSL- sub = số lượng thuê bao VDSL. CAPAVE = dung lượng lớn nhất trung bình. Kết quả tính toán được chỉ trong hình 2.44. Có thể xảy ra, vừa tần số mang tăng vừa chi phí của dung lượng giảm. Từ hình có thể thấy rằng tốc độ giảm khác nhau đáng kể trong các topology khác nhau. Trong FTF thay đổi chi phí của dung lượng là gần như đáng kể như được chỉ ra trong cả hai cấu hình. Trong trường hợp không đổi hình dạng FTF yêu cầu chi phí thấp nhất của dung lượng ngay từ 25% tỉ lệ đo được. Trong trường hợp thực tế giá trị chi phí của topology FTF là khoảng như thế, nhưng cả khi mức chi được cung cấp bởi FTAB và FTABCDE trong trường hợp thực tế. Ngay từ thấp hơn 10% tỉ lệ đo được chi phí của dung lượng trong FTABCD là rẽ hơn FTAC. Nếu tiêu chuẩn chính cho quá trình lựa chọn được giảm đến mức tối thiểu chi phí của dung lượng, kết quả này biểu thị các kế hoạch khác nhau cho trường hợp ban đầu và trường hợp thực tế. Trong trường hợp ban đầu ngay khi tại 5% tỉ lệ đo được FTABCD có thể đã được tính toán đến, như các chi khác nhau tới các topology khác là hầu như không tồn tại. Tại tỉ lệ đo được 10% FTABCD đã cung cấp mức chi phí thấp nhất. FTF có thể xem xét đến ngay khi tại 15%-20%. Trong trường hợp thực tế topology FTAB có mức chi phí dung lượng rất thấp nếu so sánh với các sự lựa chọn khác. Mức chi phí là khác nhau giữa FTABCD và FTF bắt đầu tại mức chấp nhận được là 20% - 25% tỉ lệ đo được. Mức chi phí của FTAC là cao ngạc nhiên, nâng cấp tới các topology khác dường như là ít hấp dẫn hơn nếu nếu sự lựa chọn có dựa trên chi phí của dung lượng. (a) (b) Hình 2.44 Chi phí của dung lượng với các tỉ lệ đo được VDSL khác nhau trong trường hợp ban đầu và trong thực tế CHƯƠNG III KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ VDSL TRONG MẠNG TRUY NHẬP 3.1 Các vấn đề còn tồn tại trong việc phát triển kỷ thuật VDSL Mã đường Một trong những khó khăn hiện nay của kĩ thuật VDSL đó là chưa có chuẩn qui định cơ chế mã hoá và phương pháp báo hiệu nên hai phương pháp điều chế đơn sóng mang và đa sóng mang đều đang được nghiên cứu sử dụng. Trong nhóm đơn sóng mang mã CAP vượt trội hơn hẳn so với mã SLC và đang được một số hãng nghiên cứu đưa vào sử dụng như hãng Orckit. Mã DMT và mã WDMT thực chất cùng dựa trên một nguyên tắc. Mã DMT hiện nay đang được sử dụng cho kĩ thuật ADSL và cũng được sử dụng nhiều cho kĩ thuật VDSL. Hai loại mã này đều có những ưu điểm riêng, chẳng hạn như mã CAP có ưu điểm về công suất tiêu thụ, về đường đặc trưng và giá thành nhưng lại không linh động và hiện nay chưa hoạt động được ở tất cả các tốc độ chuẩn. Ngược lại mã DMT lại có ưu điểm là cung cấp đường đặc trưng hầu như tối ưu cho các kênh được chia, đàn hồi đối với ảnh hưởng của tần số radio, dễ dàng thích nghi với sự thay đổi kênh và điều kiện nhiễu bên ngoài, hoạt động ở tất cả các tốc độ chuẩn, không chịu ảnh hưởng mạnh của nhiễu tạp âm xung. Nhưng các modem VDSL sư dụng mã DMT có đường đặc trưng như các modem VDSL sử dụng mã Cap lại yêu cầu công suất tiêu thụ lớn gấp 4 lần. Hơn nữa, do khắc phục việc đường đặc trưng của DMT chịu ảnh mạnh của tín hiệu HF nên độ phức tạp của modem VDSL sử dụng mã này tăng lên. Hai điều này dẫn đến giá thành của loại modem dùng mã này cao hơn. Phương pháp ghép kênh Hai phương pháp ghép kênh TDD và FDD đều đang được nghiên cứu để sử dụng. Phương pháp FDD có ưu điểm là cơ chế đồng bộ dễ hơn phương pháp TDD và các dịch vụ hiện nay đang sử dụng là các dịch vụ FDD điển hình. Tuy vậy phương pháp ghép kênh TDD lại có ưu điểm là đã phát triển chín muồi, có độ linh động cao, giá thành thấp và yêu cầu công suất tiêu thụ thấp hơn phương pháp FDD. Mẫu chuẩn về nhiễu Hiện nay chưa có mẫu chuẩn về nhiễu cho modem VDSL. Việc này một phần là do nhiễu của đường dây phụ thuộc vào nhiều yếu tố (như kiểu dây, điều kiện lắp đặt…) nên khó khăn đưa ra mô hình chung. Nhiễu vô tuyến Trong trường hợp sử dụng cáp treo trong mạng nội hạt (local loop), thì tín hiệu VDSL khi truyền tạo ra một trường điện có khả năng giao thoa với giải tần vô tuyến, làm nhiễu tín hiệu vô tuyến và ngược lại. Sự phát xạ của cáp treo Theo nghiên cứu của các chuyên gia thuộc phòng thí nghiệm BT, thì tín hiệu phát ra từ modem VDSL có PSD cỡ -60dBm/Hz truyền qua mạng cáp treo có tần số nằm trong dải tần vô tuyến có thể làm nhiễu các tín hiệu vô tuyến. Các chuyên gia đã đưa ra khuyến nghị là các tín hiệu từ modem VDSL có tần số nằm trong dải tần vô tuyến phải nhỏ hơn – 80dBm/Hz. Hoạt động ở dạng đối xứng hay không đối xứng Hiện nay các modem VDSL không đồng thời cung cấp được cả hai loại dịch vụ đối và không đối xứng. Trong tương lai sẽ thiết kế loại modem này. Các đầu thu và đầu phát linh động Cũng với lý do trên, các chuyên gia đang khuyến nghị thiết kế loại modem có đầu phát có cấu hình phù hợp với cả hoạt động đối xứng và không đối xứng. 3.2. Triển khai VDSL tại Việt Nam Để đáp ứng nhu cầu sử dụng Internet trong các toà nhà cao tầng, VDC đã chính thức thử nghiệm dịch vụ Internet sử dụng công nghệ VDSL tại Hà Nội. Theo công ty VDC, hiện đối tượng sử dụng dịch vụ này là khách hàng thuộc khối công ty, văn phòng trong các toà nhà. Đối tượng khách hàng này thường có nhu cầu cung cấp dịch vụ mạng như Web, mail, ftp, do đó sẽ tổ chức mạng lưới như khách hàng lease-line thì phải sử dụng địa chỉ IP Public. Khách hàng sẽ được cấp một số subnet riêng hoặc một vài địa chỉ trong dải địa chỉ của mạng Internet Việt Nam. Cước VDSL tính theo khả năng sử dụng thực tế khách hàng Sử dụng dịch vụ này, khách hàng sẽ được cung cấp dịch vụ truyền số liệu băng rộng: Truy nhập Internet, liên lạc bằng VPN, xây dựng trang Web…Tuy nhiên, trong giai đoạn dầu, VDC chỉ mới triển khai dịch vụ truy nhập Internet băng rộng. Tốc độ truy nhập dịch vụ có thể từ 64kbps tới 2Mbps hoặc cao hơn khi dùng uplink là wireless hoặc nhiều đường E1. Khách hàng cũng có thể sử dụng VPN clinet base để tăng tính bảo mật khi kết nối vào mạng dùng riêng ở nước ngoài. Cước dịch vụ có thể được tính trọn gói, theo thời gian hoặc theo lưu lượng sử dụng tuỳ theo khả năng và thực tế sử dụng của khách hàng. Khách hàng thuê một đường truyền có tốc độ giới hạn, cước sẽ được tính cố định trọn gói theo tốc độ giới hạn đó chứ không theo thời gian dung lượng sử dụng. Tính cước theo thời gian dựa theo tốc độ giới hạn của đường truyền và thời gian truy nhập mạng. Cách tính cước này phù hợp với khách hàng truy nhập mạng bình thường. Cách tính cước theo lượng sử dụng được tính trên tốc độ giới hạn và lưu lượng thực tế khách hàng đã sử dụng. Khách hàng có thể vừa gọi điện thoại, fax và truy nhập Internet Internet tốc độ cao VDSL là dịch vụ cho phép khách hàng có thể vừa truy nhập Internet, vừa gọi điện thoại và fax. Sử dụng dịch vụ này, khách hàng không phải thực hiện việc vào, ra mạng và không phải quay số mỗi khi muốn vào mạng Internet. Điều này đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng cũng như tiết kiệm chi phí và thời gian cho khách hàng. Ưu điểm của dịch vụ VDSL là chi phí thấp, các thiết bị đầu cuối rẽ, lắp đặt đơn giản lại đáp ứng được tốc độ cao truy nhập khi truy nhập Internet. Tốc độ download của dịch vụ này cân bằng từ 64 Kbps đến 5 Mbps. Dịch vụ này sẽ được kết nối từ mạng VDC tới các toà nhà sử dụng lease-line truyền thống hoặc một kết nối băng rộng tới nhà cung cấp dịch vụ mạng. Việc kết nối chủ yếu dựa trên các công nghệ cung cấp mạng băng rộng như công nghệ ADSL, công nghệ VDSL và công nghệ wireless. Thực tế trong các toà nhà tại Việt Nam hiện nay, việc sử dụng công nghệ VDSL là hơp lý nhất. Bởi vì công nghệ này cho các toà nhà văn phòng, khu nhà ở đô thị hay các công ty, xí nghiệp với độ dài đường cáp kết nối không quá 100 mét sẽ giải quyết nhu cầu kết nối Internet cho các khách hàng có mô hình mạng co nhiều đặc điểm giống các thuê bao Internet trực tiếp. 3.3 Các kiến trúc mạng truy nhập sử dụng cáp quang Cáp quang là phương tiện truyền dẫn hữu tuyến có tốc độ cao nhất hiện nay. Việc đưa cáp quang vào mạng truy nhập mới chỉ bắt đầu. Hiện nay giá cáp quang và thiết bị quang tương đối cao so với cáp đồng nhưng đang có xu hướng giảm liên tục. Thêm vào đó, băng thông khổng lồ, khối lượng và kích thước bé so với cáp đồng là những lợi thế rất quan trọng. Cáp quang nhẹ hơn cáp đồng cỡ 23 lần và có tiết diện nhỏ hơn 36 lần. Trong mạng thành thị vốn đã có rất nhiều cáp những tính năng này trở nên rất quan trọng. Cáp quang có thể dễ lắp đặt vào các hệ thống cống ngầm sẵn có. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của các dịch vụ băng rộng, việc đưa cáp quang trong mạng truy nhập sẽ cho phép: Dễ dàng hơn trong bước chuyển đổi sang mạng truy nhập thế hệ sau, cung cấp băng thông theo yêu cầu. Nâng cao độ tin cậy và chất lượng dịch vụ. Nâng cao khả năng cạnh tranh Cung cấp các dịch theo yêu cầu băng hẹp hiện nay một cách tốt hơn. Mở rộng tầm hoạt động của các tổng đài. Có thêm doanh thu nhờ các dịch vụ mới. SN SN SN SN OLT ONU NTE OLT ONU NTE OLT ONU NTE OLT NTE Service Exchange Local Cabinet User Node Exchange VB5 PON VDSL or ADSL VDSL VDSL UNI FTTExch FTTCab FTTC/ FTTB FTTC/ FTTH ADSL- Asymmetric Digital Subscriber Line/Loop NTE- Network Termination Equipment OLT- Optical Line Termination ONU- Optical Network Unit PON- Passive Optical Network VDSL- Very high-speed Digital Subscriber Line/Loop Khả năng quản lí mạng truy nhập sẽ được cải thiện. Hình 3.1 Các kiểu trúc mạng truy nhập sử dụng cáp quang FTTx Có thể triển khai mạng truy nhập sử dụng cáp quang bằng nhiều cách khác nhau, tuỳ thuộc vào thiết bị và công nghệ mà ta lựa chọn. Một số kiến trúc mạng phổ biến dựa trên mạng quang thụ động (PON) như sau: FTTCab: Fiber To The Cabinet (cáp quang đến tủ phân phối). FTTC/B: Fiber To The Curb/Building (cáp quang đến khu vực/cao ốc). FTTH: Fiber To The Home (cáp quang đến nhà). 3.3.1 Mạng quang thụ động Mạng quang thụ động PON là giải pháp tương đối rẽ tiền để đưa cáp quang vào mạng truy nhập. Có thể nói PON gắn liền với những nỗ lực giảm giá thành mạng cáp quang để sử dụng không chỉ trong mạng truyền dẫn đường trục, mà dùng để truyền dẫn trong mạng truy nhập thuê bao. Đặc biệt của PON là chỉ sử dụng các bộ tách quang thụ động, không dùng các thiết bị ghép kênh, chính vì thế giá thành tương đối thấp. Với PON ta có thể triển khai nhiều cấu hình mạng khác nhau FTTx. Tuy ra đời và được sử dụng đầu tiên trong mạng truy nhập quang, nhưng vì nhiều lý do PON chưa được triển khai thực sự rộng rãi. Thi trường thiết bị PON có thể nói là khá khiêm tốn với tổng doanh thu 35 triệu USD năm 2000 (ở Mỹ, theo FCC), tuy nhiên tăng trưởng khá mạnh trong thời gian gần đây. Probe Reseach dự báo tốc độ tăng trưởng của thị trường thiết bị mạng quang thụ động trong vài năm tới là khoảng 60%. Thị trường PON cũng như toàn nghành công nghiệp viễn thông gặp nhiều biến động trong thời gian gần đây, mặc dù vậy nhiều nhà khai thác vẫn tiếp tục triển khai mạng quang thụ động. PON là công nghệ mạng truy nhập cạnh tranh trực tiếp với GigE và SDH. Thiết bị GigE và SDH liên tục giảm giá, đặc biệt là thiết bị Gigabit Ethernet, đã tạo ra áp lực lớn đối với thị trường PON. Tuy nhiên EPON, là kết hợp giữa cấu trúc quang thụ động và Ethernet, trong nhiều trường hợp là giải pháp hợp lí cho “last mile” của mạng truy nhập. Công nghệ mạng quang thụ động có thể mô tả ngắn gọn như sau: Mạng PON là mạng điểm đến đa diểm. Một sợi quang duy nhất có thể tải 1,25 Gbps chia sẽ cho tối đa 64 đối tượng sử dụng. Có ba giao thức lớp 2 chủ yếu dùng cho mạng quang thụ động, theo thứ tăng dần của giá: BPON: Broadband PON. EPON: Ethernet PON. APON: ATM PON. ONU ONU 3 ONU ONU OLT 1 Router Internet PoP/Central office 2 Fiber Passive optical splitter Building RT/DSLAM Cable distribution node Copper to home/SME Coax to home Hình 3.2 Mạng quang thụ động PON Optical Line Terminal (OLT) giám sát và duy trì chất lượng dịch vụ khi tách/ghép tín hiệu từ/đến nhiều đầu cuối khác nhau. Passive Optical Splitter gửi một phần tín hiệu đường xuống tới từng đầu cuối và đưa tín hiệu đường lên vào đoạn cáp quang chính để truyền về OLT (tức tín hiệu xuống được tách ra và tất cả đầu cuối nhận được tín hiệu giống hệt nhau). POS không cần nguồn. Optical Network Unit (ONU) thực hiện chuyển đổi giữa tín hiệu quang của PON và tín hiệu của thiết bị khách hàng (ATM, Ethernet). Để tránh xung đột khi các ONU đồng thời gửi dữ liệu về OLT có thể sử dụng phương pháp WDM hay khe thời gian. Tuy nhiên giải pháp WDM khá đắt tiền và có thể gây ra nhiều vấn đề trong mạng. Chính vì vậy giải pháp dùng khe thời gian là phổ biến nhất. Việc cấp phát khe thời gian cho ONU có thể là tỉnh hay động. 3.3.2 ATM PON Các hệ thống APON là các PON dựa trên ATM qua SONET/SDH. Các PON cũng được biết bởi tên tiếp thị hơn BPON, hay Broadband PON, để tránh sự khó hiểu một số người dùng những người đã tin tưởng rằng các PON có thể chỉ cung cấp các dịch vụ ATM tới cuối các người dùng. Sự giao thiệp APON và BPON sẽ được sử dụng để thay thế nhau. Các APON được định nghĩa bởi nhóm ITU-T G983 và FSAN. SONET/SDH là một chuẩn công nghiệp viễn thông cho các kết nối quang tốc độ cao qua các khoảng cách dài. SONET hỗ trợ một cấu trúc vòng, nó có thể được triển khai điểm tới điểm (trường hợp biến đổi). Thêm vào để mạng thoại và dữ liệu, SONET hỗ trợ một số loại chỉ số báo hiệu và thực hiện một số tính năng kiểm tra. ATM là giao thức chạy trên SONET. ATM sử dụng 53 byte tế bào (5 byte mào đầu và 48 byte tải trọng). Vì cỡ của tế bào là cố định, sự thực hiện ATM có thể đảm bảo hiệu quả chất lượng dịch vụ, băng tần cho phép, đảm bảo độ trể, ATM được thiết kế để hộ trợ cho cả hai tải trọng thoại và dữ liệu, vì vậy nó là thích hợp tốt với các ứng dụng fiber- to-the- home. OLT cho một triển khai APON có thể hỗ trợ các đa APON với một số tỉ số tách của mỗi 32 thuê bao hay 64, tuỳ vào cung cấp. APON có thể được triển khai hai sợi tới mỗi khách hàng (một chiều lên và một cho chiều xuống), hay sử dụng WDM như một sợi tới mỗi khách hàng. WDM tách rời sợi bởi chiều dài bước sóng trong hai hay hơn nhiều hai kênh. sự thực hiện APON sử dụng một kênh cho lưu lượng chiều lên, một cho lưu lượng chiều xuống, và một khả năng cho công nghệ băng rộng như video. Một sự mở rộng cho tương lai có thể của APON là super PON. Mục đích cấu trúc của một super PON bao gồm một tầng của các bộ tách quang thụ động. Cấu trúc lý tưởng sẽ có thể hỗ trợ 2048 người sử dụng và với khoảng cách 100 km, với 2,5 Gbps cho chiều xuống và 311 Mbps cho chiều lên. 3.3.3 Hệ thống truy nhập quang băng rộng dựa trên mạng quang thụ động G.938.1 là chuẩn APON ban đầu. Từ khi bắt đầu của nó vào năm 1998, đã có 7 chuẩn khác nhau đưa ra như là một phần của nhóm G.938.1 và mở rộng kĩ thuật của G.938.1. Chuẩn định nghĩa tốc độ danh nghĩa cho APON đối xứng 155,52 Mbps hay 622,08 Mbps, hay bất đối xứng 622,08Mbps cho hướng chiều xuống và 155,52Mbps cho hướng chiều lên, truyền dẫn có thể qua 1 sợi đơn sử dụng WDM hay qua 2 sợi, một cho truyền dẫn trong mỗi hướng, phạm vi2 hợp lí khác nhau của hệ thống là 20 km. Khoảng cách lơn nhất giữa S/R và R/S những điểm trong biểu đồ trong hình 3.3 cũng là 20 km. Chuẩn cũng chỉ rõ một chỉ số tách được hỗ trợ nhỏ nhất của 16 hay 32 người dùng cho mỗi PON. ONU ONU OLT R/S S/R Optical Disstribution NetWork S: Điểm trên cáp quang chỉ sau OLT (Chiều xuống)/ ONU (Upstream), điểm kết nối quang (bộ nối quang hay chổ nối quang). R: Điểm trên cáp quang chỉ sau ONU (Chiều xuống)/ OLT (Upstream), điểm kết nối quang (bộ nối quang hay chổ nối quang). Hình 3.3 Theo cấu hình tham chiếu của ITU (G.982) Giao thức APON hoạt động khác nhau trong các hướng chiều xuống và hướng chiều lên. Trong hướng chiều xuống, APON hoạt động tại tốc độ OC3 (155Mbps) hay OC12 (622Mbps). Trên một sợi đơn sử dụng WDM, truyền chiều xuống tại 1480-1580 nm. Cho hai sợi, truyền dẫn tại 1260-1360 nm. Tại 155 Mbps, khung APON bao gồm 56 tế bào ATM (khe thời gian); 54 cho dữ liệu và 2 cho các hoạt động và quản lí tầng vật lí (PLOAM). Tế bào PLOAM được chèn vào cho mọi 28 khe thời gian. Tại 622 Mbps, một khung APON là dài 224 khe dài với 216 tế bào ATM của dữ liệu và 8 tế bào của PLOAM. Tất cả các bộ thu chiều xuống thu tất cả các tế bào và loại bỏ những cái không dành cho chúng, dựa trên thông tin địa chỉ ATM. Tuỳ theo loại băng rộng của PON, dữ liệu người dùng chiều xuống được khuấy hay trộn, sử dụng một khoá khuấy phát ra bởi ONU để cung cấp một mức thấp bảo vệ cho dữ liệu người dùng chiều xuống. Trong hướng chiều lên, chuẩn ghi rõ tốc độ OC3 và OC12, với cả hai 1 WDM và chiều dài sóng 2 sợi 1260-1360nm. Truyền dẫn chiều lên được điều chỉnh với một hệ thống TDMA. Máy phát được cho biết khi được phát bởi xác nhận của thông báo trợ cấp qua các tế bào PLOAM thu được. Chiều lên APON thay đổi ATM và sử dụng 56 byte tế bào ATM, với 3 byte thêm vào header được sử dụng cho thời điểm bảo vệ, mở đầu các bit, và một bộ phân cách trước khi bắt đầu 53 byte tế bào ATM thực. Kỷ thuật bảo vệ cho APON được trong phụ lục của G.983.1. Bốn cấu hình song công có thể được thể hiện như ví dụ. Hệ thống song công sợi: hai sợi quang giữa OLT và bộ tách. OLT- chỉ có hệ thống song công: 2 sợi giữa OLT và bộ tách với 2 cổng đầu vào và đầu ra trên phía OLT của bộ tách và 2 OLT qua PON tại trung tâm chuyển mạch. Hệ thống song công đầy đủ: đồng nhất hai cấu hình, nhưng cả 2 phía điều kiện ONU và các bộ tách. Song công từng phần: cho phép chỉ có một số ONU song công với điều kiện phía OLT song công. 3.4 Nâng cấp Mạng VDSL lên hệ thống APON Từ sự phân tích công nghệ VDSL trong chương II và sự phân tích APON trong chương III. Ta có thể thấy rằng việc chuyển từ mạng VDSL lên hệ thống APON là một quá trình thay thế cơ sở để chuyển từ mạng truy nhập hiện nay lên mạng quang hoá. Trước hết đòi hỏi cần phải quang hoá mạng truy nhập. Yêu cầu này cần phải có thời gian để chuyển tất cả những đường dây cáp đồng cũ hiện nay thay thế bằng hệ thống cáp quang. Thay thế các thiết bị kỉ thuật không còn phù hợp cho mạng quang mới nhất là các thiết bị kĩ thuật không đồng bộ với hệ thống mạng quang. Ví dụ cụ thể là các thiết bị chuyển đổi quang điện và ngược lại trên đường truyền dẫn phải được cất dỡ. Vì việc xác định địa hình của từng vùng cũng như yêu cầu dịch vụ của các vùng khác nhau, các vấn đề nảy sinh khác cũng như tiêu chí kĩ thuật của các thiết bị mạng nên việc định cở mạng không được chính xác nên việc nâng cấp trong thực tế còn có nhiều vấn đề khác đây chỉ là những đề xuất mang tính yêu cầu lí thuyết, những gì mà em thu được qua nghiên cứu đề tài này. KẾT LUẬN Nội dung của đồ án đã chỉ ra được tình hình phát triển của mạng viễn thông và mạng truy nhập nói chung và công nghệ xDSL nói riêng. Từ đó chỉ ra được việc áp dụng công nghệ VDSL vào Việt Nam là một thuận lợi lớn trong việc phát triển và đáp được chất lượng ngày càng cao của các dịch vụ băng rộng trong tình hình mạng chưa được quang hoá hoàn toàn và thúc đẩy quá trình tiến lên mạng NGN từ mạng PSTN. Trong chương I tuy mới giới thiệu tổng quan về mạng viễn thông và mạng truy nhập nhưng chúng ta cũng phần nào thấy được tình hình phát triển của mạng viễn thông và mạng truy nhập ngày nay. Nhất là chúng ta đã thấy được tình hình phát triển của các công nghệ truy nhập băng rộng hiện nay mà cụ thể là công nghệ xDSL qua con số thống kê vào ngày 30-6-2005 của Q2 2005. Chương II chúng ta đã hiểu được phần nào về các đặc tính kĩ thuật của VDSL như các kĩ thuật điều chế, truyền dẫn song công, mô hình triển khai của công nghệ, chi phí cho việc thiết kế mạng VDSL…Tuy việc tìm hiểu các đặc tính kĩ thuật của VDSL mới chỉ dừng lại ở chừng mực nào đó nhưng chúng ta cũng hiểu được một phần về kĩ thuật VDSL từ đó tìm ra được hướng hợp lí để triển khai công nghệ này vào Việt Nam trên cơ sở tìm ra được những ưu điểm và nhược điểm của nó. Chương III chỉ ra những vấn đề còn tồn tại trong việc phát triển công nghệ này, việc thử nghiệm VDSL tại Việt Nam, và đưa ra được cấu hình sử dụng công nghệ VDSL trong mạng quang thụ động. Đây là cơ sở để áp dụng công nghệ VDSL vào mạng quang chưa được quang hoá hoàn toàn và là bước tiến để đưa mạng VDSL lên mạng APON khi mạng truy nhập được quang hoá hoàn toàn. Sau một thời gian tìm hiểu lý thuyết em đã có được một số hiểu biết nhất định về công nghệ VDSL áp dụng trong mạng truy nhập viễn thông và hoạt động của nó. Những yếu tố ảnh hưởng đến việc cung cấp băng tần cho người sử dụng và cách thức hoạt động của mạng. Tuy nhiên, do hạn chế về trình độ cũng như thời gian, em vẫn chưa thể đưa ra hết được những đặc tính kĩ thuật của công nghệ này cũng như nêu ra được phương án tối ưu cho việc ứng dụng công nghệ này vào Việt Nam. Nhất là hiện nay khi mà công nghệ VDSL2 vừa ra đời với tốc độ đã được đưa lên cao hơn nhiều so với công nghệ VDSL. Em hy vọng trong tương lai sẽ có thể hoàn thành tiếp đề tài này để có được cái nhìn sâu sắc và rõ ràng hơn và tìm hiểu về công nghệ VDSL2 để có thể so sánh được với công nghệ VDSL hiện nay, xem xét tính khả thi khi áp dụng và thực tế TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tìm hiểu về công nghệ VDSL của Bưu Điện thành phố Hải Phòng. [2] Nguyễn Quốc Việt D2000VT, Đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu mạng riêng ảo trong mạng thế hệ sau”, Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, 2004. [3] Lê Thị Đức D99VT, Đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu triển khai công nghệ ADSL trong mạng viễn thông Việt Nam”, Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, 2003. [4] Bùi thế Quân D2000VT, Đồ án tốt nghiệp “Tính toán lưu lượng trong mạng sử dụng công nghệ ADSL”, Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, 2004. [5] Nguyễn Bá Hưng, Nguyễn Vĩnh Nam, đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật DSL cho mạng truy nhập Việt Nam”, mã số 110-99-TCT-AP-VT, Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, 2000. [6] Dr. Dennis J. Rauschmayer, Macmillan Technical, “ADSL/VDSL principle”, McGrow Hill, 1999. [7] Thomas Starr, John M.Cioffi, Perter Siverman, “Understanding Digital Subscireber Line Technology” , Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, NJ 07458. [8] “Transmission and Multiplexing (TM); Access transmission system on metallic access cables; Very hight speed digital subscriber line (VDSL)”, ETSI TS 101 270-2 v1.1.1 (2001-2002). [9] Fernado Ramirez-Mireles, Ph.D, “The Bennifits Of Dicrete Mutil-Tone (DMT) Modulation for VDSL Systems”, Ikanos Communications, 2000. [10] Martin Sehlstedt,”RFI Cancellation in VDSL”, LULEA TEKNISKA UNIVERSITET, 2000. [11] Harri ManTyla, “Design of Very hight speed Digital Subscriber Line (VDSL) Networks”, HELSINKI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, 21-6-1999. [12] Wen-mei W.Hwu, “DSP Microarchitectures”,University of lllinois, Urbana-Champaign 1999. [13] Adjelka Kelic, “Networking Technology Adoption: System Dynamics Modeling of Fiber- to- The- Home”, Massachusetts Institute of Technology, 2005. [14]