Kỹ thuật xDSL và ứng dụng

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây2 1 Mạng viễn thông ngày nay a Kiến trúc mạng viễn thông ngày nay b Hạn chế của mạng viễn thông ngày nay c Lưu ý về cỡ dây và cự ly d Các trở ngại trên đ

Phần II: Kỹ thuật xDSL

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

2

1 Mạng viễn thông ngày

nay

a Kiến trúc mạng viễn thông ngày nay

b Hạn chế của mạng viễn thông ngày nay

c Lưu ý về cỡ dây và cự ly

d Các trở ngại trên đường dây thuê bao

a Kiến trúc mạng viễn thông ngày nay

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

4

b Hạn chế của mạng viễn

thông ngày nay (1/2)

• Dành cho thoại với lưu thoại trung

bình

• Vòng thuê bao dài:

► Sử dụng cuộn tải

► Sử dụng DLC (từ năm 1972)

• Dùng các nhánh rẽ

• Đường dây điện thoại có lịch sử từ

năm 1875 (Alexander Graham Bell)

b Hạn chế của mạng viễn

thông ngày nay (2/2)

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

6

c Lưu ý về cỡ dây và cự ly

Kilometers và Kilofeet

- Ước lượng gần đúng: nhân số Kfeet

cho 0,3 thành số Kilometers

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

8

• Attenuation (suy hao)

d Các trở ngại trên đường

dây thuê bao

• Bridged tap (nhánh rẽ)

• Load coil (cuộn tải)

• DLC (Digital Loop Carrier)

► Chống suy hao bằng:

► Nguyên nhân:

- Do khoảng cách

- Do tín hiệu tần số cao

- Tăng cỡ dây,

- Giảm baud rate, giảm dải tần tín hiệu bằng điều chế 2B1Q, CAP, QAM, DMT

• Attenuation (suy hao)

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

10

► Khái niệm nhánh rẽ

• Bridged tap (nhánh rẽ)

► Tác hại của nhánh rẽ

► Khái niệm nhánh rẽ (1/2)

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

► Tác hại của nhánh rẽ (1/3)

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

14

Nhánh rẽ làm suy hao không đều

► Tác hại của nhánh rẽ (3/3)

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

16

• Load coil

► Công dụng của cuộn tải

► Tác hại của cuộn tải

► Xử lý cuộn tải

- Dùng cho các vòng thuê bao dài hơn

5400m và có giá trị là 88 mH

- Đặt cách tổng đài 900m và sau đó là

► Tác dụng của cuộn tải

- Dùng để khử dung kháng trên các

đường dây thuê bao dài

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

18

► Tác hại của cuộn tải

- Làm tăng suy hao tín hiệu tần số cao

- Ở Hoa Kỳ có 12% các đường dây

thuê bao dài quá 5400m

- Có 24% các đường dây thuê bao có cuộn tải

- Do cuộn tải không được gỡ đi

- Tín hiệu DSL không truyền được

trên đường dây có cuộn tải

- Phải gỡ bỏ cuộn tải

► Xử lý cuộn tải

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

20

• DLC

► Khái niệm về loop carrier

► DLC (Digital Loop Carrier)

► Khái niệm loop carrier

Loop Carrier dùng để cải thiện chất lượng

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

22

► DLC – Digital Loop Carrier

- DLC dùng kỹ thuật số để cải thiện

chất lượng truyền dẫn

- DLC dùng kỹ thuật số thực hiện

ghép kênh

- DLC có 2 dạng là UDLC và IDLC

- DLC là trở ngại không thể khắc

phục khi triển khai DSL

► UDLC – Universal DLC

UDLC dùng được cho cả tổng đài số và

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

24

► IDLC - Integrated DLC

IDLC chỉ dùng được với tổng đài kỹ thuật

số

► NEXT (Near End Crosstalk)

► FEXT (Far End Crosstalk)

► SNEXT (Self Near End Crosstalk)

► SFEXT (Self Far End Crosstalk)

• Crosstalk

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

26

- Trong cùng một chão cáp lớn

- Tăng theo tần số với tỷ lệ lũy thừa 3/2

- Phụ thuộc công suất tác nhân

► FEXT

- Đường dây ngắn có FEXT lớn

- NEXT tăng theo tần số với tỷ lệ lũy

thừa 2

ADSL - Tốc độ trên mọi đường

Câu hỏi

vụ DSL?

đường dây không đều

mạch mã hoá PCM



ADSL - Tốc độ trên mọi đường

đường dây không đều



Câu hỏi

Hz



ADSL - Tốc độ trên mọi đường

dây

3

2

Câu hỏi

không bị ảnh hưởng bởi các nhánh rẽ?



Câu hỏi

ADSL - Tốc độ trên mọi đường

a Kieán truùc DSL (1/3)

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

36

a Kieán truùc DSL (2/3)

a Kieán truùc DSL (3/3)

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

38

b Các thành phần của DSL

• PC

• Mạng thuê bao nội hạt

• DSLAM (DSL Access Multiplexer)

• Hệ thống chuyển vận T1/E1, T3/E3

• Mạng cung cấp dịch vụ

• Bộ tập trung DSLAM (DSLAM

concerntrator)

• Cấu hình DSL tại CPE

- Full rate: Có bộ tách dịch vụ

- Lite: không có bộ tách dịch vụ mà

thay bằng các bộ microfilter

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

40

• DSLAM

► Khái niệm DSLAM

► Kiến trúc DSLAM

► DSLAM phổ biến trên thị trường

► Next Generation DSLAM

► Khái niệm DSLAM

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

42

► Kieán truùc DSLAM (1/6)

► Kiến trúc DSLAM (2/6)

- Là thành phần không thể thiếu

được của một hệ thống DSL

- DSLAM thường đặt ở CO, có thể là

của các Local Exchange Carrier:

ILEC: Incumbent Local Exchange Carrier

CLEC: Competitive Local Exchange Carrier

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

44

► Kiến trúc DSLAM (3/6)

- Kiến trúc của các DSLAM khác

nhau tùy từ từng loại DSL

- Phía khách hàng: hỗ trợ các loại

DSL: HDSL, SDSL, VDSL, ADSL, IDSL

và ít khi hỗ trợ T1/E1

- Các khối chức năng trong kiến trúc

DSLAM là không bắt buộc

- DSLAM ghép kênh thống kê hoặc

ghép lưu lượng gói

- DAM: Dynamic Access Multiplexer

dùng ghép kênh thống kê

- RAM: Remote Access Multiplexer

ghép kênh thống kê từ phía thuê bao

- Phía dịch vụ: hỗ trợ giao tiếp các

server ATM, IP, Broadband server, qua:

Giao tiếp 10Base-T, 100Base-T Giao tiếp T1, T3 hay E1, E3

► Kiến trúc DSLAM (4/6)

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

46

► Kieán truùc DSLAM (5/6)

► Kiến trúc DSLAM (6/6)

- Một DSLAM thường có 3 phần

SU (Service User): các thiết bị phía khách hàng: ATU-R, HTU-R,

NAP (Network Access Provider): các giao tiếp ở DSLAM như ATU-C, HTU-

C,

NSP (Network Service Provider): bao gồm các mạng truy xuất của các nhà cung cấp dịch vụ

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

48

► DSLAM phổ biến trên thị

trường

► Next Generation DSLAM

- IP routing

- ATM switching

- Kết nối SONET

- Frame relay switching

- Hỗ trợ dịch vụ N × 64

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

50

Mở rộng chức năng DSLAM

DSLAM không và có khả năng định tuyến

Mở rộng chức năng DSLAM

DSLAM có chức năng chuyển mạch Frame

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

52

DSLAM và SONET ring

Triển khai DSLAM không qua

công ty điện thoại

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

54

Dồn lưu lượng DSL

c Tín hiệu DSL

• Các phương pháp điều chế DSL

• So sánh các tín hiệu điều chế DSL

• Dải tần tín hiệu DSL

• Các cơ quan tiêu chuẩn hoá DSL

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

56

• Các phương pháp điều

chế DSL

► 2B1Q: điều chế tín hiệu dải nền, dải

tần rộng, chứa thành phần dc

► QAM: điều chế vuông phase

► CAP: tương tự như QAM, giới hạn phổ tần điều chế

► DMT: phương pháp điều chế nhiều

sóng mang

► Mục tiêu: giảm phổ tần tín hiêäu

• Dải tần tín hiệu DSL

POTS

ISDN

ADSL - USA ADSL - Europe HDSL/SHDSL

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

58

• So sánh các tín hiệu điều

chế DSL

• Các cơ quan tiêu chuẩn

hoá DSL

► ANSI (American National

Standardization Institute)

► ETSI (European

Telecommunications Standards Institute)

► Universal ADSL Working Group

► ITU-T (trước kia là CCITT hay ITTCC)

FSAN (Full Service Access Network)

ADSL - Tốc độ trên mọi đường

dây

6

0

Tóm tắt (1/3)

- Hệ thống DSL bao gồm CPE, đường

dây, DSLAM, đường truyền tải và các server cung cấp dịch vụ

- Các trở ngại của DSL bao gồm: suy hao, cuộn tải, DLC, nhánh rẽ, xuyên kênh

- Khắc phục suy hao bằng các phương pháp điều chế tiên tiến: 2B1Q, CAP, QAM và DMT

Tóm tắt (2/3)

- Sự phát triển của DSL qua các giai

đoạn: đối xứng, bất đối xứng, thích ứng tốc độ video, số liệu.

- DMT là phương pháp điều chế tiên tiến nhất dùng cho DSL

- VDSL cho tốc độ truyền dẫn cao

nhất nhưng độ dài đường dây ngắn nhất.

ADSL - Tốc độ trên mọi đường

dây

6

2

Tóm tắt (3/3)

- DSLAM bao gồm: giao tiếp đường

dây, giao tiếp chuyển vận và ghép kênh.

- NGDSLAM: gồm các chức năng

routing, ATM switching, frame relay và giao tiếp được với SONET

Câu hỏi

•6 Thành phần nào là không thể thiếu

được trong hệ thống DSL?

ADSL - Tốc độ trên mọi đường

D Phát hiện sai trên đường truyền

E Sửa sai trên đường truyền



Câu hỏi

•8 Loại xuyên kênh nào chịu ảnh

hưởng nhiều bởi độ dài đường dây bị xuyên kênh?

ADSL - Tốc độ trên mọi đường

Câu hỏi

•10 Phương pháp điều chế nào cần

năng lực của các bộ DSP nhất?

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

68

3 Các loại DSL

a DSL đối xứng: HDSL, SDSL

e DSL bất đối xứng: ADSL

b DSL hỗ trợ nhiều cấp dịch vụ: VDSL

c DSL thích ứng tốc độ: RADSL, MSDSL

d DSL điều chế dải tần thấp:

ReachDSL

Tên Ý nghĩa Tốc độ dữ liệu Chế độ Ứng dụng

V.22

V.32

V.34

Voice-grade modem 1200 bit/s đến 33600 bit/s Song công Thông tin số liệu dựa trên PSTN

ISDL Integrated Digital

Subscriber Line 160 kbps

a) Song công b) Dịch vụ ISDN cho thông tin

thoại và số liệu HDSL High data rate

Digital Subscriber Line

1,544 kbps c)

2,048 kbps d)

Song công Song công Mạng cung cấp T1/E1, truy xuất WAN, LAN, truy xuất

server SDSL Single-line Digital

Subscriber Line 1,544 kbps 2,048 kbps Song công Song công Như HDSL nhưng thêm phần truy xuất đối xứng

ADSL Asymmetric

Digital Subscriber Line

VDSL Very high rate 13 đến 52 Mbps Down f) Như ADSL nhưng thêm

xDSL so với modem POTS

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

H igh bit rate D igital

Subscriber

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

72

• Hệ thống HDSL

• Phổ tần tín hiệu HDSL

• Ưu điểm của HDSL

• Hạn chế của HDSL

a HDSL 2 đôi dây

• Sử dụng repeater

• Heä thoáng HDSL

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

74

HDSL 2-pair System for

business

HDSL 2-Pair Line Unit

- DSP – Digital Signal Processor

- AFE – Analog Front End

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

76

DLL Physical Model

HDSL Access Digital Section

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

78

• Phoå taàn tín hieäu HDSL

HDSL Access Digital Section

- TX – Transmitter

+

–

+ –

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

80

HDSL

ORB = Office Repeater Bay MDF = Main Distribution Frame

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

82

• Sử dụng Repeater (2/2)

Service Provider

Regenerator

Business Regenerator

Deployment w/o Repeaters

• Ưu điểm của HDSL (1/2)

► Chỉ cần thêm line card cho LE và CPE với dạng HDSL đơn giản nhất

► Điều kiện đường dây dễ dàng:

24AGW cự ly 3,6 Km - 26AGW cự ly 2,7

Km, cho phép có 2 nhánh rẽ ngắn hơn 1,5

Km

► Dùng trạm tiếp vận “Doubler” đạt

được cự ly gấp đôi 7,93 Km

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

84

• Ưu điểm của HDSL (2/2)

► Wet HDSL: HDSL repeaters, customer cards được nuôi nguồn từ LE

► Sử dụng OSS (Operations System

Support) có sẵn để quản lý HDSL

► Có thể triển khai HDSL với 80 – 90 %

đường dây

► Giá thành rẻ hơn T1/E1 và lắp đặt

nhanh chóng hơn

• Hạn chế của HDSL (1/2)

► Có đến 2 tiêu chuẩn cho HDSL của

Bellcore và ETSI

► Khách hàng không thấy được lợi ích trực tiếp từ HDSL so với T1/E1

► Đường dây dài vẫn phải dùng repeater

► Phổ tần của 2B1Q không tối ưu

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

86

• Hạn chế của HDSL (2/2)

► Cự ly trung bình hao 1/2 số dây

Cự ly dài hao 2/3 số dây

► Thiết bị càng hạ giá thì giá thành dây càng quan trọng

► Khó kiếm được 2 hay 3 đường dây còn trống

b SDSL (HDSL 1 đôi dây –

HDSL2)

• Hệ thống SDSL (HDSL 1 đôi dây)

• Modem SDSL (HDSL 1 đôi dây)

• Ứng dụng của SDSL (HDSL 1 đôi

dây)

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

88

• Heä thoáng SDSL (HDSL2 -

HDSL 1 ñoâi daây)

• Modem SDSL (HDSL2 -

HDSL 1 ñoâi daây)

► DSP – Digital Signal Processor

► AFE – Analog Front End

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

90

• Ứng dụng của SDSL

► Dùng trong mạng điện thoại

► Truy xuất Internet

► Truy xuất Internet qua frame relay

► Dùng trong mạng điện thoại

- Sử dụng đường truyền T1

- Dùng cho PBX hay Multiplexer

- Dùng cho ISDN PRA

- Kết nối Wireless system base station

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

92

► Truy xuaát Internet

- Truy xuaát Internet qua router IP

► Truy xuất Internet qua FR

- “On site server” (do cấu hình đối

xứng)

- Private campus network

- Không phân kênh và đối xứng:

cho telecommuter, student

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

94

c So sánh HDSL và SDSL

(1/3)

• HDSL 1-pair: tạo khung đơn giản hơn, không cần phân chia dòng bit và sắp xếp lại

• HDSL 2-pair: đấu nối phức tạp, khó

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

96

• HDSL 1-pair: repeater một nửa HDSL

2-pair

• HDSL 1-pair: cự ly thông tin không

nhỏ hơn HDSL 2-pair nhiều

• HDSL 1-pair: cung cấp và bảo

dưỡng đơn giản

• HDSL 1-pair: giá thành/thuê bao

thấp hơn 30%

c So sánh HDSL và SDSL

(3/3)

Tóm tắt

- HDSL dùng để thay thế T1/E1

- SDSL là HDSL dùng trên 1 đôi dây

- SDSL dùng điều chế 2B1Q hay CAP

- HDSL dùng điều chế 2B1Q

- HDSL và SDSL đối xứng, dùng cho môi trường doanh nghiệp hơn là dân dụng

ADSL - Tốc độ trên mọi đường

Câu hỏi

12 Ưu điểm của HDSL so với T1/E1

A Độ dài vòng thuê bao lớn hơn

B Sử dụng ít đôi dây hơn

C Tốc độ truyền dẫn nhanh hơn

D Không dùng trạm tiếp vận

E Dùng được cho thông tin di động



ADSL - Tốc độ trên mọi đường

ADSL - Tốc độ trên mọi đường

•15 Chọn loại DSL cho tốc độ chiều

upstream lớn nhất

5 VDSL

a Đặc tính tổng quát

c Tốc độ và phổ tần VDSL

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

a VDSL – Đặc tính tổng quát

• Tốc độ dữ liệu rất cao (tối đa 52

Mbps)

• Hỗ trợ đối xứng và bất đối xứng

• Đường dây thuê bao ngắn (≤1500 m) nên chịu FEXT lớn

• Phải triệt xâm nhập vào sóng vô

tuyến nghiệp dư

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

10

6

a VDSL – Đặc tính tổng quát

• Phương pháp điều chế DMT:

► Hỗ trợ nhiều tỷ lệ tốc độ cho nhiều

nhu cầu khác nhau

► Triệt phát xạ trong dải tần vô tuyến

nghiệp dư

► Tương hợp phổ với các hệ thống

DSL khác

b Kiến trúc VDSL

• Kiến trúc tổng quát VDSL

• Kiến trúc FTTEx

• Kiến trúc FTTCab

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

10

8

• Kiến trúc tổng quát VDSL

• Kiến trúc FTTEx

► Các thuê bao phải gần tổng đài

► VDSL được cung cấp từ tổng đài nội

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

11

0

• Kiến trúc FTTCab

► Từ tổng đài tới ONU: cáp quang

► Từ ONU tới thuê bao: cáp xoắn đôi

c Tốc độ dữ liệu và phổ tần

VDSL

• Tốc độ dữ liệu VDSL (ETSI)

• Tốc độ dữ liệu VDSL (ANSI)

• Phổ tần tín hiệu VDSL

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

11

2

• Tốc độ dữ liệu VDSL –

(ETSI)

• Tốc độ dữ liệu VDSL –

(ANSI)

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

11

4

• Phoå taàn tín hieäu VDSL

d Suy hao, xuyên kênh, tương hợp phổ VDSL

• Suy hao VDSL

• Xuyên kênh VDSL

• Tương hợp phổ VDSL

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

VDSL – SNR

Tần số càn cao, SNR càng nhỏ

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

11

8

Tần số tín hiệu càng cao NEXT càng lớn

• Xuyên kênh VDSL - NEXT

FEXT giảm theo cự ly và tần số, độ dài dây

• Xuyên kênh VDSL - FEXT

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

12

0

• Tương hợp phổ VDSL

► Dải tần vô tuyến nghiệp dư

► Mật độ phổ công suất phát (PSD)

► Tương hợp phổ với ADSL trong cấu

hình FTTEx

► Dải tần vô tuyến nghiệp dư (ETSI)

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

12

2

► Dải tần vô tuyến nghiệp dư (ANSI)

- PSD: Power Spectra Density

► Mật độ phổ công suất

phát (PSD)

- PSD là phân bố công suất phát của tín hiệu theo tần số

- Ví dụ: Công suất phát 10mW được

phát đều theo tần số trong dải tần 1MHz

thì mật độ công suất phát là hằng số và

bằng 10 -5 mW/Hz

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

+ on: PSD phát có thể > -60

dBm/Hz Được giám sát bởi PSD mask và tổng công suất

≤11,5 dBm

- ADSL compatibility (on/off):

Maximum PSD (ANSI) (2/3)

+ off: PSD phát có thể bằng với PSD enhancement

+ on: với f < 1,104 KHz, PDS < - 90dBm/Hz

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

12

6

Maximum PSD (ANSI) (3/3)

- RF emission notching (on/off):

+ off: PSD phát có thể bằng với PSD enhancement trong amateur radio

+ on: PSD<-90dBm/Hz trong amateur radio

► Tương hợp phổ với ADSL

trong cấu hình FTTEx (1/6)

- ADSL: -40dBm/Hz

- VDSL: -60dBm/Hz

ADSL - Tốc độ trên mọi đường dây

12

8

- Phân bố dải tần VDSL

- Phân bố dải tần ADSL

► Tương hợp phổ với ADSL

trong cấu hình FTTEx (2/6)

- NEXT của VDSL lên ADSL upstream:

Không có tác dụng do:

Phổ VDSL downstream trên 138 KHz Phổ ADSL upstrem dưới 138 KHz

VDSL: PSD ngoài dải = - 120dBm/Hz

► Tương hợp phổ với ADSL

trong cấu hình FTTEx (3/6)