Công nghệ ADSL

[adminphuong]

Công nghệ ADSL

Giới thiệu về ADSL

Nội dung

* Khái quát về ADSL - định nghĩa và cơ chế hoạt động
* Những thành tố cơ bản giúp tạo thành kết nối ADSL tốc độ cao
* Những vấn đề thực tế đối với việc triển khai ADSL

Các khái niệm cơ bản về ADSL


ADSL là gì?

Hiểu một cách đơn giản nhất, ADSL là sự thay thế với tốc độ cao cho thiết bị Modem hoặc ISDN giúp truy nhập Internet được nhanh hơn. Các biểu đồ sau chỉ ra các tốc độ cao nhất có thể đạt được.

ADSL có nghĩa như thế nào?

ADSL viết tắt của Asymmetrical Digital Subscriber Line - đó là kỹ thuật truyền được sử dụng trên đường dây từ modem của thuê bao tới Nhà cung cấp dịch vụ.

Asymmetrical: Tốc độ truyền không giống nhau ở hai chiều. Tốc độ chiều xuống (từ mạng tới thuê bao) có thể nhanh gấp hơn 10 lần so với tốc độ chiều lên (từ thuê bao tới mạng). Ðiều này phù hợp một cách tuyệt vời cho khai thác Internet khi mà chỉ cần nhấn chuột (tương ứng với lưu lượng nhỏ thông tin mà thuê bao gửi đi) là có thể nhận được một lưu lượng lớn dữ liệu tải về từ Internet.

Digital: Các modem ADSL hoạt động ở mức bít (0 & 1) và dùng để chuyển thông tin số hoá giữa các thiết bị số như các máy tính PC. Chính ở khái cạnh này thì ADSL không có gì khác với các Modem thông thường.

Subscriber Line: ADSL tự nó chỉ hoạt động trên đường dây thuê bao bình thường nối tới tổng đài nội hạt. Ðường dây thuê bao này vẫn có thể được tiếp tục sử dụng cho các cuộc gọi thoại thông qua thiết bị gọi là 'splitters' có chức năng tách thoại và dữ liệu trên đường dây.

Ứng dụng của ADSL


ADSL dùng để làm gì?

ADSL xác lập cách thức dữ liệu được truyền giữa thuê bao (nhà riêng hoặc công sở) và tổng đài thoại nội hạt trên chính đường dây điện thoại bình thường. Chúng ta vẫn thường gọi các đường dây này là local loop'.

Thực chất của ứng dụng ADSL không phải ở việc truyền dữ liệu đi/đến tổng đài thoại nội hạt mà là tạo ra khả năng truy nhập Internet với tốc độ cao. Như vậy, vấn đề nằm ở việc xác lập kết nối dữ liệu tới Nhà cung cấp dịch vụ Internet.

Mặc dù chúng ta cho rằng ADSL được sử dụng để truyền dữ liệu bằng các giao thức Internet, nhưng trên thực tế việc thực hiện điều đó như thế nào lại không phải là đặc trưng kỹ thuật của ADSL.

Khởi đầu, ADSL được phát minh như một phương cách để phát tán chương trình truyền hình trên đường dây điện thoại và trong tương lai gần đó có thể là ứng dụng quan trọng (như đối với các hệ thống MMDS & CATV). Nhưng hiện nay, phần lớn người ta ứng dụng ADSL cho truy nhập Internet tốc độ cao.

Cơ chế hoạt động


ADSL vận hành ra sao?

ADSL tìm cách khai thác phần băng thông tương tự còn chưa được sử dụng trên đường dây nối từ thuê bao tới tổng đài nội hạt. Ðường dây này được thiết kế để chuyển tải dải phổ tần số (frequency spectrum) choán bởi cuộc thoại bình thường. Tuy nhiên, nó cũng có thể chuyển tải các tần số cao hơn dải phổ tương đối hạn chế dành cho thoại. Ðó là dải phổ mà ADSL sử dụng.


Thoại cơ bản sử dụng dải tần số từ 300Hz tới 3,400Hz.

Bây giờ chúng ta sẽ xem xét, thoại và dữ liệu ADSL chia xẻ cùng một đường dây thuê bao ra sao - trên thực tế, các splitter được sử dụng để đảm bảo dữ liệu và thoại không xâm phạm lẫn nhau trên đường truyền.

Các tần số mà mạch vòng có thể chuyển tải, hay nói cách khác là khối lượng dữ liệu có thể chuyển tải - sẽ phụ thuộc vào các nhân tố sau:

* Khoảng cách từ tổng đài nội hạt
* Kiểu và độ dầy đường dây
* Kiểu và số lượng các mối nối trên đường dây
* Mật độ các đường dây chuyển tải ADSL, ISDN và các tín hiệu phi thoại khác
* Mật độ các đường dây chuyển tải tín hiệu radio

Ưu điểm của ADSL


ADSL: So sánh với PSTN & ISDN

Vậy sự khác nhau cố hữu giữa ADSL với modem quay số truyền thống và ISDN là như thế nào (trong khái niệm truy nhập Internet)?

* PSTN và ISDN là các công nghệ quay số (dial-up)
o ADSL là 'liên tục/ always-on" tức kết nối trực tiếp
o ADSL là không thể đo và được tính tiền theo tỷ lệ cố định
* PSTN và ISDN cho phép chúng ta sử dụng fax, dữ liệu, thoại, dữ liệu tới Internet, dữ liệu tới các thiết bị khác
o ADSL chỉ chuyển tải dữ liệu tới Internet
* PSTN và ISDN cho phép chúng ta tuỳ chọn ISP nào mà ta muốn kết nối
o ADSL kết nối chúng ta tới một ISP định trước
* ISDN chạy ở tốc độ cơ sở 64kbps hoặc 128kbps
o ADSL có thể tải dữ liệu về với tốc độ tới 8Mbps
o Rất nhiều dịch vụ ADSL sử dụng tốc độ trên dưới 512kbps
* PSTN ngắt truy nhập tới Internet khi chúng ta thực hiện cuộc gọi
o ADSL cho phép ta lướt trên Internet trong khi vẫn có thể thực hiện cuộc gọi đồng thời

Ghi chú:

1. Mặc dù modem ADSL luôn ở chế độ kết nối thường trực, nhưng vẫn có thể cần phải thực hiện lệnh kết nối Internet trên máy PC.

2. Các dịch vụ như fax và thoại có thể được thực hiện cũng trên kết nối dữ liệu ADSL tới Internet.

3. Trên thực tế, tốc độ download tiêu biểu đối với dịch vụ ADSL gia đình thường đạt tới (up to) 400kbps

Các thành phần của ADSL


Giới thiệu

Trong phần này chúng ta sẽ lần lượt mô tả chức năng của từng thành phần của ADSL, bắt đầu từ Modem ADSL tới Nhà cung cấp dịch vụ Internet.

Chúng ta cũng xem xét ở phía ISP để lọc ra những thành phần cơ bản mà họ sử dụng để cung cấp dịch vụ ADSL.

Modem ADSL là gì?

Modem ADSL kết nối vào đường dây điện thoại (còn gọi là local loop) và đường dây này nối tới thiết bị tổng đài nội hạt.

Modem ADSL sử dụng kết hợp một loạt các kỹ thuật xử lý tín hiệu tiên tiến nhằm đạt được tốc độ băng thông cần thiết trên đường dây điện thoại thông thường với khoảng cách tới vài km giữa thuê bao và tổng đài nội hạt.

Modem ADSL làm việc như thế nào?

ADSL hoạt động bằng cách vận hành cùng lúc nhiều modem, trong đó mỗi modem sử dụng phần băng thông riêng có thể.

Sơ đồ trên đây chỉ mô phỏng một cách tương đối, nhưng qua đó ta cố thể nhận thấy ADSL sử dụng rất nhiều modem riêng lẻ hoạt động song song để khai thác băng thông tối đa và cung cấp một tốc độ rất cao.

Mỗi đường kẻ sọc đen ở trên thể hiện một modem và chúng hoạt động tại các tần số hoàn toàn khác nhau. Trên thực tế có thể tới 255 modem hoạt động trên một đường ADSL. Ðiểm đặc biệt ở chỗ ADSL sử dụng dải tần số từ 26kHz tới 1.1MHz. Tất cả 255 modems này được vận hành chỉ trên một con chíp đơn.

Lượng dữ liệu mà mỗi modem có thể truyền tải phụ thuộc vào các đặc điểm của đường dây tại tần số mà modem đó chiếm. Một số modem có thể không làm việc một chút nào vì sự can nhiễu từ nguồn tín hiệu bên ngoài chẳng hạn như bởi một đường dây (local loop) khác hoặc nguồn phát vô tuyến nào đó. Các modem ở tần số cao hơn thông thường lại truyền tải được ít dữ liệu hơn bởi lý ở tần số càng cao thì sự suy hao càng lớn, đặc biệt là trên một khoảng cách dài.

Mạch vòng / Local Loop là gì?

'Local loop' là thuật ngữ dùng để chỉ các đường dây điện thoại bình thường nối từ vị trí người sử dụng tới công ty điện thoại. It is only on the local loop that ADSL communications actually take place.

Nguyên nhân xuất hiện thuật ngữ local loop - đó là người nghe (điện thoại) được kết nối vào hai đường dây mà nếu nhìn từ tổng đài thoại thì chúng tạo ra một mạch vòng local loop.







Các thành phần của ADSL từ phía ISP
Bây giờ chúng ta sẽ tìm hiểu xem các ISP thực hiện cung cấp ADSL như thế nào.

Như chỉ ra trong khối vàng ở trên, phạm vi Nhà cung cấp dịch vụ gồm có ba thành phần quan trọng :

* DSLAM - DSL Access Multiplexer
* BAS - Broadband Access Server
* ISP - Internet Service Provider

Một thiết bị DSLAM có thể tập hợp nhiều kết nối thuê bao ADSL - có thể nhiều tới hàng trăm thuê bao - và tụ lại trên một kết nối cáp quang. Sợi cáp quang này thường được nối tới thiết bị gọi là BAS - Broadband Access Server, nhưng nó cũng có thể không nối trực tiếp tới BAS vì BAS có thể được đặt tại bất cứ đâu.

DSLAM là gì?

DSLAM là thiết bị đặt ở phía tổng đài, là điểm cuối của kết nối ADSL. Nó chứa vô số các modem ADSL bố trí về một phía hướng tới các mạch vòng và phía kia là kết nối cáp quang.

Một thiết bị DSLAM có thể tập hợp nhiều kết nối thuê bao ADSL - có thể nhiều tới hàng trăm thuê bao - và tụ lại trên một kết nối cáp quang. Sợi cáp quang này thường được nối tới thiết bị gọi là BAS - Broadband Access Server, nhưng nó cũng có thể không nối trực tiếp tới BAS vì BAS có thể được đặt tại bất cứ đâu

Vậy BAS là gì?

Broadband Access Server (BAS) là thiết bị đặt giữa DSLAM và POP của ISP. Một thiết bị BAS có thể phục vụ cho nhiều DSLAM

Các giao thức truyền thông được đóng gói để truyền dữ liệu thông qua kết nối ADSL, vì vậy mục đích của BAS là mở gói để hoàn trả lại các giao thức đó trước khi đi vào Internet. Nó cũng đảm bảo cho kết nối của bạn tới ISP được chính xác giống như khi bạn sử dụng modem quay số hoặc ISDN.

Như chú giải ở trên, ADSL không chỉ rõ các giao thức được sử dụng để tạo thành kết nối tới Internet. Kết quả là có năm cách khác nhau mà dữ liệu có thể được truyền giữa PC và BAS. Phương pháp mà PC và Modem sử dụng bắt buộc phải giống như BAS sử dụng để cho kết nối thực hiện được.

Các thành phần của ADSL từ phía ISP
Bây giờ chúng ta sẽ tìm hiểu xem các ISP thực hiện cung cấp ADSL như thế nào.

Như chỉ ra trong khối vàng ở trên, phạm vi Nhà cung cấp dịch vụ gồm có ba thành phần quan trọng :

* DSLAM - DSL Access Multiplexer
* BAS - Broadband Access Server
* ISP - Internet Service Provider

Một thiết bị DSLAM có thể tập hợp nhiều kết nối thuê bao ADSL - có thể nhiều tới hàng trăm thuê bao - và tụ lại trên một kết nối cáp quang. Sợi cáp quang này thường được nối tới thiết bị gọi là BAS - Broadband Access Server, nhưng nó cũng có thể không nối trực tiếp tới BAS vì BAS có thể được đặt tại bất cứ đâu.

DSLAM là gì?

DSLAM là thiết bị đặt ở phía tổng đài, là điểm cuối của kết nối ADSL. Nó chứa vô số các modem ADSL bố trí về một phía hướng tới các mạch vòng và phía kia là kết nối cáp quang.

Một thiết bị DSLAM có thể tập hợp nhiều kết nối thuê bao ADSL - có thể nhiều tới hàng trăm thuê bao - và tụ lại trên một kết nối cáp quang. Sợi cáp quang này thường được nối tới thiết bị gọi là BAS - Broadband Access Server, nhưng nó cũng có thể không nối trực tiếp tới BAS vì BAS có thể được đặt tại bất cứ đâu

Vậy BAS là gì?

Broadband Access Server (BAS) là thiết bị đặt giữa DSLAM và POP của ISP. Một thiết bị BAS có thể phục vụ cho nhiều DSLAM

Các giao thức truyền thông được đóng gói để truyền dữ liệu thông qua kết nối ADSL, vì vậy mục đích của BAS là mở gói để hoàn trả lại các giao thức đó trước khi đi vào Internet. Nó cũng đảm bảo cho kết nối của bạn tới ISP được chính xác giống như khi bạn sử dụng modem quay số hoặc ISDN.

Như chú giải ở trên, ADSL không chỉ rõ các giao thức được sử dụng để tạo thành kết nối tới Internet. Kết quả là có năm cách khác nhau mà dữ liệu có thể được truyền giữa PC và BAS. Phương pháp mà PC và Modem sử dụng bắt buộc phải giống như BAS sử dụng để cho kết nối thực hiện được.

Cấu trúc của ADSL


Vai trò của PPP

PPP là giao thức dùng để vận chuyển lưu lượng Internet tới ISP dọc theo các kết nối modem và ISDN. PPP kết hợp chặt chẽ các yếu tố xác thực - kiểm tra tên/mật khẩu - và đó là lý do chính mà người ta dùng PPP với ADSL.

Mặc dù BAS thực thi giao thức PPP và tiến hành việc xác thực, nhưng thực ra việc đó được thực hiện bằng cách truy nhập vào các cơ sở dữ liệu khách hàng đặt tại ISP. Bằng cách đó, ISP biết được rằng các kết nối do BAS định tuyến tới - đã được xác thực thông qua giao dịch với cơ sở dữ liệu riêng của ISP.

Chỉ có Windows 98SE, Windows Me, và Windows 2000 là có cài sẵn cơ chế thực thi ATM, vì thế người ta ít sử dụng các modem thụ động trên thực tế. Mặc dù các modem thông minh có hỗ trợ các giao thức cần thiết nhưng chúng vẫn có thể được dùng cho các hệ điều hành nói trên.

Các modem thu động có thể nối với PC thông qua giao diện USB, hoặc có thể được sản xuất dưới dạng PCI card để cắm thẳng trên bảng mạch chủ của PC.

Lưu ý là việc khai thác giao thức ATM không có nghĩa là cần phải có card mạng ATM cho PC - đó chỉ là cơ chế hỗ trợ bằng phần mềm trong hệ điều hành.



ADSL trên thực tế


Các loại modem ADSL thông minh và thụ động

Modem ADSL thông minh bản thân nó đã tích hợp sẵn các giao thức truyền thông cần thiết.

Còn modem ADSL thụ động thì phải hoạt động dựa trên hệ điều hành của máy tính để cung cấp các giao thức cần thiết. Việc cấu hình như vậy phức tập và đòi hỏi thời gian nhiều hơn.

Còn modem ADSL thụ động thì phải hoạt động dựa trên hệ điều hành của máy tính để cung cấp các giao thức cần thiết. Việc cấu hình như vậy phức tập và đòi hỏi thời gian nhiều hơn.

Chỉ có Windows 98SE, Windows Me, và Windows 2000 là có cài sẵn cơ chế thực thi ATM, vì thế người ta ít sử dụng các modem thụ động trên thực tế. Mặc dù các modem thông minh có hỗ trợ các giao thức cần thiết nhưng chúng vẫn có thể được dùng cho các hệ điều hành nói trên.

Các modem thu động có thể nối với PC thông qua giao diện USB, hoặc có thể được sản xuất dưới dạng PCI card để cắm thẳng trên bảng mạch chủ của PC.

Lưu ý là việc khai thác giao thức ATM không có nghĩa là cần phải có card mạng ATM cho PC - đó chỉ là cơ chế hỗ trợ bằng phần mềm trong hệ điều hành.

Phối hợp giữa thoại và ADSL

Thoại và ADSL cùng chung sống ra sao?

ADSL cho phép cùng lúc vừa truy nhập Internet tốc độ cao lại vừa có thể thực hiện cuộc gọi cũng trên đường dây đó.
Thiết bị chuyên dụng Splitters được sử dụng để tách riêng các tần số cao dùng cho ADSL và các tần số thấp dùng cho thoại. Như vậy, người ta thường đặt các Splitters tại mỗi đầu của đường dây - phía thuê bao và phía DSLAM.



Tại phía thuê bao, các tần số thấp được chuyển đến máy điện thoại còn các tần số cao đi đến modem ADSL. Tại tổng đài, các tần số thấp được chuyển sang mạng thoại PSTN còn các tần số cao đi đến ISP.

Tốc độ đa dạng

Tốc độ của kết nối giữa modem ADSL và DSLAM phụ thuộc vào khoảng cách đường truyền và tốc độ tối đa được cấu hình sẵn trên cổng của DSLAM.

Còn tốc độ kết nối vào Internet lại còn phụ thuộc vào nhiều yếu tốc khác nữa như dưới đây :

1. Số người dùng kết nối vào cùng một DSLAM như bạn và thực tế có bao nhiều người dùng đang khai thác kết nối của họ

2. Tốc độ kết nối giữa DSLAM và BAS

3. Bao nhiêu các DSLAM cùng nối vào một BAS như bạn và bao nhiêu người dùng đang khai thác thực tế kết nối của họ

4. Tốc độ kết nối giữa BAS và ISP

5. Bao nhiêu BAS kết nối vào ISP như bạn và bao nhiêu người dùng thực tế đang khai thác

6. Tốc độ của kết nối từ ISP tới mạng Internet toàn cầu

7. Bao nhiêu thuê bao của ISP đang khai thác (qua các giao tiếp khác nhau như quay số PSTN/ ISDN và ADSL)

8. ISP tổ chức caching và proxy ra sao, liệu thông tin mà bạn cần khai thác đã được lưu trữ trên Cache chưa hay phải tải về từ Internet

Theo ITC