Nghiên cứu tổng quan công nghệ ADSL

Tốc độ truy xuất của thuê bao đã trở nên quá chậm chạp so với nhu cầu của khách hàng từ dữ liệu thông thường đã chuyển sang hình ảnh chất lượng cao và video.Mạng viễn thông hiện nay đã

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

| DE TAT:

NGHIEN CUU TONG QUAN

CONG NGHE ADSL

: NGUYEN VAN MUI : LE NGOC HAI : 99DT031

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯƠNG ĐẠI HỌC DL KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

KHOA DIEN-DIENTU antennae oO@ -

3 3# Ác Kk

NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP

Chú ý : SV phải đóng bản nhiệm vụ này vào trang thứ nhất của luận án

Ho va ten SV: Le De _ dan Mssv: 7đÐ1.O3.4

Ngành : =2, tat MLS ko Tang _— Lớp : OODT.3 Hee

1 Đầu đề hận án tốt nghiệp :

-NGHIỀN cướ TÔNG600An CON @.NOHE ADSL

2 Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu) :

Si vn - Cag nghe “./.vA

(hươn Cad 10 cu.cvt Ÿ.chù6b \00a, VÁn ⁄126E_ co

Ch ap VT "Tact 2 ACAas Wace” on “ADY Thun 22g re

3 Ngày giao nhiệm vụ luận 4n :2 4/03/2005

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ :2O/002005

5 Họ tên người hướng dẫn : Phần hướng dẫn

NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH

Nội dung và yêu cầu LATN đã được thêng qua

(Ký tà ghỉ rõ họ tên) Ngày MÀ tháng 8 năm 200.5

TRƯỞNG KHOA

(\Ñý và ghí rõ hư tên} —

yin eee

¡uẠt NộE L

Hr »6s»Gss6s6ss6s6 s66» s6s@6s6Gs6s6Gs6

v3 CO «x

LOI CAM ON!

LOI NOI DAU MUC LUC TAI LIEU THAM KHAO CÁC THUẬT NGỮ ĐƯỢC SỬ DỤNG

| Tp.HCM 06/2005

PrPreAoPerAooAeopoPeoroPohraharoaoAraraArad

awl a

Ộ 2a LLL es

LOI CAM ON !!!

Trong quá trình học tập va tiếp thu kinh nghiệm ở

trường em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã nhiệt tình giảng dạy và cung cấp những kiến thức cho em làm hành trang vững bước vào thực tiễn

Và trong suốt thời gian nghiên cứu thực biện luận văn tốt nghiệp này,em xin cảm ơn thầy Nguyễn Văn Mùi đã rất tận tình hướng dẫn ,tạo điều kiện ,giải đáp các thắc mắc và định hướng cho em các bước căn bản để hoàn tất luận văn nay.Cudi cùng em cũng gửi lời cảm ơn đến các bạn trong và ngoài lớp đã thảo luận ,góp ý,giúp đỡ em trong việc tìm tài liệu để thực hiện tốt luận văn

Do đây là lần đầu thực hiện nghiên cứu và vôn kiên thức còn hạn chê nên trong quá trình hoàn tât đề tài không mắc phải sai sot Em rat mong su chỉ dạy của các thây cô Em xin chân thành cảm ơn!

Lê Ngoc Hai

06/2005

va LO œ

LỜI NÓI ĐẦU

Đối với người sử dụng Internet việc khám phá, thưởng thức

Internet bằng modem qua mạng điện thoại chỉ dừng lại ở tốc độ

truyền tải rất thấp, tối đa 56 kbps và tương lai phải chịu cảnh nghẽn

mạch thường xuyên khi số thuê bao Internet tăng vọt

Tốc độ truy xuất của thuê bao đã trở nên quá chậm chạp so với nhu

cầu của khách hàng từ dữ liệu thông thường đã chuyển sang hình ảnh

chất lượng cao và video.Mạng viễn thông hiện nay đã được hiện đại

hoá với sự ứng dụng của kỹ thuật số trên toàn mạng từ công nghệ

truyền dẫn quang tốc độ cao đến kỹ thuật chuyển mạch số và gần đây

là đường dây thuê bao số ISDN (Intergrated Services Digital

Network: Mạng số đa dịch vụ)

Tuy nhiên, bản thân mạng viễn thông đã được thiết kế, đầu tư, vận hành và bảo dưỡng chủ yếu dành cho dịch vụ thoại và do đó đã bộc lộ

nhược điểm lớn là từ chỗ chỉ xử lý các cuộc gọi điện thoại vốn chỉ kéo

dài khoảng vài phút đã nhanh chóng quá tải khi phải đối mặt với các cuộc gọi Internet kéo dài đến vài tiếng đồng hồ khi mà người sử dụng

đã từ chỗ chuyển file đơn thuần chuyển sang khám phá, thưởng thức

Internet

Giải pháp của DSL là truyền tải đữ liệu và thoại trên cùng đường đây

điện thoại cáp đồng đến tổng đài nội hạt sẽ được tách ra bằng bộ tách

dịch vụ Tín hiệu thoại được chuyển qua tổng đài chuyển mạch, còn số

liệu được đưa đến các ISP sẽ tránh được các mạch lọc PCM, tận dụng

được dải thông tần số của cáp đồng trên 200 kHz và tránh làm quá tải

các hệ thống chuyển mạch điện thoại

aMill «

Ứng dụng thành tựu của kỹ thuật xử lý số tín hiệu và công nghệ vỉ điện tử ngày nay vào kỹ thuật điều chế đã đem lại tốc độ truyền tải

dữ liệu cao trên cáp đồng

Hiện nay ADSL đang là mối quan tâm hàng đầu của ngành bưu điện Việt Nam và đã có những bước tiến đáng kể trong việc thử nghiệm hệ thống ADSL đầu tiên trong việc hỗ trợ thuê bao dân dụng

truy xuất Internet

Tp.HCM 06/2005

va EO es

Bảng Nhận Xét Của Giáo Viên Hướng Dẫn

Họ và tên sinh viên: LE NGOC HAI

Lớp: 00ĐÐT03

MSSV: 99DT031

Giáo viên hướng dan: NGUYEN VAN MUI

Tên đề tài NGHIÊN CỨU TÒNG QUAN CÔNG NGHỆ ADSL

Đm CO HO HO MO CĐ 0 mO GOÔC PO B0 0 0606000 00000 00000000000000 0060090090290 09890009 600999090600009 9 n3 06000609061” n°hnH 8° ®6®60%2%e06 COR me mm mer em ee Bem eee MEHR HEHE ERE ES ETOH HOSE REDD EB OEE BE HE RELA H HEHEHE E ESE SHEE HED EE EEE KR OOe

Ce HO CO mo CÓ CO BƠ PO PO Ơn Go Bo HO Ô BÊ BÊ 0Ó 6 ĐO Á 0 0 000 0 0000000 0000900062960 609000080 89 06 5n nU m3 0e m1 ma n“®“ “e6

Ố ỐÖ.S Ắ

Tp.HCM,ngày44 tháng 0† năm 2005ˆ

max Ue Giáo viên hướng dẫn

Ngưu zn Van Mu:

Bảng Nhận Xét Của Giáo Viên Phản Biện

Họ và tên sinh viên: LÊ NGỌC HẢI

Giáo viên phản biện:

Tên đề tài: NGHIEN CUU TONG QUAN CONG NGHE ADSL

POO OHH OH ee eee Cem HO EH EEE OO EEO EEE SEDO OEE EO EEO SERED OEH ODODE 600 G0060 06 6 6n n0 6 6 0 6 H6 61 8n me

Tp.HCM, Ngày Thang Năm

Giáo viên phản biện

Triển vọng DSL

Mạng viễn thông hiện nay

Hiện trạng mạng điện thoại Hạn chế của vòng thuê bao nội hạt hiện nay

Các phương pháp truy xuất hiện nay Modem tương tự

Truy xuất ISDN

Truy xuat T1/E1 str dụng mạng cáp thuê bao nội hạt

Công nghệ truy xuất tốc độ cao xDSL

Sự ra đời của kỹ thuật xDSL

Vong thué bao DSL

Kỹ thuật DSL Các thành phần của hệ thống DSL Các phiên bản DSL

HDSL VDSL

Chương 3: Công Nghệ ADSL,

3.1.1 Khái nệm về ADSL 48

3.2.3 Mô hình chuẩn máy phát ATU-C 62 3.2.4 _ Mô hình chuẩn máy phát ATU-R 64

3.3.1 Tổng quan về ADSL2 70 3.3.2 Sự thay đổi dai tần theo các chiều upstream và downstream 71

Chương 4: Một Số Kỹ Thuật Điều Ché

4.2 Kỹ thuật điều chê QAM 77 4.3 Điêu chê DMT" 81

5.3.4 Dich vu frame Relay 94 5.3.5 Dịch vụ ATM 97 5.3.6 WoDSL 98 5.4 Triên vọng DSL tại Việt Nam 99

Chuong 6: Trién Khai ADSL

6.1.1 Bé6 tap trung DSLAM 101

SPLLPLILPLP LILY LP LLLP LP LP LP LP ELD LP LP FP LY LLLP PD FP IPED LD PFPA

POTS Splitter tại tổng đài

Modem ADSL

Modem loại rời ,giao tiếp Ethernet

Modem loại rời giao tiếp USB

Modem gắn trong máy tính giao tiếp PCI

Một số loại modem trên thị trường

Các giai đoạn đo thử đường dây thuê bao số

Đánh giá chất lượng đường dây

Tiến hành đo thir tai NID

Lắp đặt tại nhà thuê bao

Khắc phục sự cố

Qui hoạch ADSL

Các bước qui hoạch ADSL

Dự báo nhu cầu ADSL

Dự báo kỹ thuật ADSL

Triển vọng DSL tại Việt Nam

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MANG

THUÊ BAO NỘI HAT

1.1 SU PHAT TRIEN CUA DSL

1.1.1 Xu hướng toàn cầu

> Trong “muà đông hat nhân” năm 2001 sau sự kiện ngày 9 thang 11 thi

trường viễn thông đi xuống nhưng DSL, vẫn phát triển mạnh và tăng 78% DSL vào đầu năm 2002 đã vươn lên dẫn đầu trong các phương pháp truy xuất tốc độ cao

trên toàn thế giới đạt 18,7 triệu thuê (theo Point Topic) bao vượt qua mặt đối thủ

truyén kiép cable modem 15 triéu thué bao (theo Kinetic Strategies)

> Tuy nhiên, ở thị trường Bắc Mỹ thì số thuê bao DSL vẫn còn thua xa số thuê bao cable modem Số đường dây thuê bao số trên toàn thế giới đã tăng 36% trong

6 tháng đầu năm 2002, từ 18,7 triệu lên đến 25,6 triệu So ra thì nay là sự sút giảm

so với 6 tháng cuối năm 2001 khi tỷ lệ tăng trưởng đã là 78% với 8,2 triệu đường

dây mới được lắp đặt Đây cũng là 6 tháng có tỷ lệ phát triển thấp nhất trong lich

sử ngắn ngủi cia DSL

> Nhung nhìn vào quá trình phát triển của DSL từ con số 8§§0 000 đường dây vào

cuối năm 1999 đến 25,5 triệu đường dây vào cuối tháng 6 năm nay thì có thể thấy

đó là kết quả của thời kỳ suy thoái và khủng hoảng tài chính trong ngành viễn

thông toàn thế giới và nó không phải là dấu hiệu của sự chựng lại lâu dài của

DSL

> Sự phát triển chậm lại của một vài vùng chỉ có tính thời vụ vì loại thị trường

dịch vụ này có xu hướng mạnh lên trong 6 tháng cuối năm Hai cường quốc DSL là Hàn Quốc và Hoa Kỳ cũng ở tình trạng chững lại theo thời vụ Hàn Quốc vẫn dẫn

đầu thế giới về số đường dây DSL trên 100 dân Về con số này thì Đài Loan đã

qua mặt Hương Cảng và Đan Mạch qua mặt Gia Nã Đại Ấn tượng nhất là Nhật

Bản chỉ trong vòng 18 tháng đã đi từ chỗ gần như số không đã phát triển nhanh chóng và lọt vào “top ten” trên thế giới về số đường dây DSL trên 100 dân

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

1.1.2 Xu hướng phát triển

> Hoa Kỳ dẫn đầu thế giới về thị trường DSL trong nhưng ngày đầu nhưng đã

nhanh chóng bị Hàn Quốc bắt kịp và qua mặt Đức và Nhật tiếp cận thị trường bằng nhiều cách khác nhau, bắt đầu cất cánh từ năm 2001 nhưng hiện vẫn đang tụt

hậu so với Mỹ, Đại Hàn khoảng 15 tháng

»> _ Cần nhận xét rằng ở Mỹ và Dai Hàn thì 6 tháng cuối năm bao giờ tỷ lệ phát triển cũng cao hơn 6 tháng đầu năm Điều này cũng tương tự như ở thị trường máy tính cá nhân hay điện thoại đi động và là yếu tố phải kể đến khi dự báo

> _ Tình hình Hàn Quốc cũng cho thấy dấu hiệu của sự bão hoà dịch vụ thông tin

tốc độ cao Cuối tháng 6 năm 2002 Hàn Quốc có 3,3 triệu modem cáp đồng trục và

5,7 triệu đường dây DSL, tương đương với 58 đường dây thông tin tốc độ cao trên

100 dân Trong khi đó, số kết nối Internet qua modem dial-up đã giảm xuống còn

520 ngàn hay 3 đường dây trên 100 dân.Rõ ràng là sự phát triển thông tin tốc độ

cao ở Hàn Quốc rất khó có thể tăng thêm

1.1.3 Nguyên nhân phát triển của DSL

> Với công nghệ DSL thì các trở ngại kỹ thuật đã được khắc phục dân Bên cạnh đó,hạ tầng cơ sở pháp lý cho thông tin tốc độ cao ngày càng phát triển tuy có chậm nhưng đã giảm bớt bất ổn trong đầu tư Khả năng DSL ngày càng phong phú và càng có nhiều phiên bản mới cho DSL như ADSL2 và Spliterless ADSL2 được ITU-T thông qua ở khuyến nghị 992.3 và 992.4 vào tháng 7 năm 2002

> Những phiên bản khác nhau của DSL đáp ứng được từng nhu cầu cũng như từng

điều kiện đường dây cụ thể Công nghệ DSL đáp ứng được yêu cầu của các dịch

vụ đòi hỏi thời gian thực, tốc độ cao như mua sắm trên mạng, chơi trò chơi trực

tuyến, chat, giáo đục, lên kế hoạch đi lại và xem video

1.1.4 Triển vọng DSL

> Trong các loại công nghệ truy xuất tốc độ cao thì DSL có tỷ lệ khách hàng là doanh nghiệp cao nhất: 20% Với số đường dây trên 1 tỷ của thế giới thì DSL chỉ chiếm có hơn 2,5% Dự báo đến cuối năm 2005 thì số đường dây DSL có thể đạt được đến con số 200 triệu

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MANG THUÊ BAO NỘI HẠT

1.2 MẠNG VIỄN THÔNG HIỆN NAY

1.2.1 Hiện trạng mạng điện thoại

> Các công ty điện thoại trong hơn 120 năm qua đã có một khối lượng đầu tư

khổng lổ vào mạng điện thoại Ban đầu thiết kế này chủ yếu dành cho dịch vụ

thoại Sau đó,mạng điện thoại đã trải qua vô số lần hiện đại hoá, nâng cấp cơ sở

hạ tầng để có được sự tiến bộ lớn trong kỹ thuật truyền dẫn, chuyển mạch

> Trên thực tế các hệ thống truyền dẫn tốc độ cao sử dụng cáp quang đang có mặt hầu như trên tất cả các công ty điện thoại hùng hậu trên toàn thể giới Sử dụng

cáp quang đã cải thiện chất lượng dịch vụ, nâng cao khả năng lưu thoại và giảm thiểu sự vận hành của con người Kết quả là giữa các tổng đài điện thoại đã có khả

năng cung cấp dịch vụ rất lớn Tuy nhiên, vấn để có khác khi ta xét đến mạng truy

xuất của các vòng thuê bao kết nối người sử dụng và mạng điện thoại

> Ti vi tri của thuê bao máy thiết bị đầu cuối được kết nối với bộ phận chuyển

mach của tổng đài qua một dàn MDF (Main Distribution Frame).MDF 1a điểm

trung tâm kết thúc mọi đường dây thuê bao tại tổng đài nội hạt Các tổng đài nội

hạt được kết nối với nhau qua mạng liên đài (inter-CO network) Mang lién dai

bao gồm hệ thống kết nối — truy xuất số (DACS: Digital Access and Cross-connect

Systems) và các thiết bị truyền dẫn PDH Gần đây mạng liên đài sử dụng các công nghệ truyền dẫn tiên tiến SONET hay SDH

> Cac cong ty khai thác điện thoại không đủ khả năng xử lý lưu lượng các cuộc

gọi dữ liệu Đó là vì mạng điện thoại được thiết kế để xử lý các cuộc gọi điện

thoại với thời gian sử dụng tương đối ngắn, thường chỉ kéo dài vài phút trong khi

đó các cuộc gọi số liệu có thể kéo dài đến hàng giờ

> Hé qua là người sử dụng hường xuyên bị nghẽn mạch, không thực hiện được

cuộc gọi Một thuê bao Internet đang được kết nối có xu hướng muốn giữ chúng

mà không chịu log off vì sợ không kết nối lại được gây lãng phí lớn cho tài nguyên của cả phía người sử dụng và mạng

1.2.2 Hạn chế của vòng thuê bao điện thoại

hiện nay

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

> DSL la c6ng nghệ truy xuất và các thiết bị của DSL được sử dụng trên mạng

truy xuất nên phải đi từ mạng truy xuất nội hạt Mạng truy xuất nội hạt bao gồm các vòng thuê bao nội hạt và các thiết bị liên quan nối từ vị trí người sử dụng tới tổng đài Mạng truy xuất điển hình gồm các bó cáp mang hàng ngàn đôi cáp đến

các tập điểm phối cáp (FDI: Feeder Distribution Interface)

>_ Nhiều thuê bao cách rất xa tổng đài và cần phải có vòng thuê bao rất dài Một

vấn để của vòng thuê bao dài là sự suy hao năng lượng của tín hiệu điện làm cho

tín hiệu suy yếu đi Điều này cũng tương tự như tín hiệu vô tuyến, càng cách xa

máy phát tín hiệu càng suy hao và tỷ số tín hiệu trên nhiễu càng kém đi Các công

ty điện thoại có 2 cách để xử lý các vòng thuê bao dài:

> St dung cdc cuộn tải để sửa đổi đặc tính điện của vòng thuê bao cho phép

truyền dẫn thoại chất lượng tốt hơn qua những khoảng cách dài qốa 5400m Khi

đó các cuộn tải được đặt trên đường dây cách đều đặn 1800m một cuộn

> - Thiết lập nhiều thiết bị để tiếp nhận tín hiệu ở các điểm trung gian để tập hợp về tổng đài nội hạt Các điểm trung gian này có thể bao gồm thiết bị chuyển

mạch và thiết bị truyền dẫn dung lượng lớn hay cũng có thể đơn giản chỉ là trung

tâm tập trung dây (SWC: Serving Wire Center) không có thiết bị chuyển mạch

nhưng lại có các thiết bị truyển dẫn kết nối với tổng đài nội hạt

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

> Trong khi mạng điện thoại lúc đầu kết thúc các vòng thuê bao cáp đồng trực tiếp tại tổng đài nội hạt thì quá trình bảo dưỡng các đường dây thuê bao

dài và hậu quả của việc phát triển quá nhiều đường dây thuê bao đã làm tất

yếu phát sinh nhu cầu thay đổi kiến trúc mạng truy xuất nội hại

> Cáp quang có thể kết nối hiệu quả hàng ngàn thuê bao từ tổng đài này đến tổng đài khác nhưng lại quá đắt tiền để có thể kết nối đến các thuê bao riêng

lẻ Vì vậy một giải pháp dung hoà là kết thúc đường dây thuê bao tại các

điểm trung gian gần với thuê bao hơn gọi là các DLC (Digital Loop Carrier:

Bộ cung cấp vòng thuê bao số) Những điểm trung gian này gọi là các thiết

bị đầu cuối DLC phía khách hàng (RT: remote terminal)

> Một trong những thuận lợi khi kết thúc đường dây thuê bao tại các thiết bị

đầu cuối từ xa DLC là nó đã giảm được độ dài đường dây đồng của vòng thuê bao và cải thiện được độ tin cậy của dịch vụ

> Một thuận lợi nữa là các dịch vụ điện thoại thuần tuý (POTS: Plain Old

Telephone Service) có thể được ghép lại thành luồng T1 hay E1 để truyền

dẫn tới tổng đài nội hạt bằng cáp quang Tuy nhiên, mặc dù RT giải quyết

được nhiều vấn đề của dịch vụ điện thoại thuần tuý nó lại tạo ra khá nhiều

rắc rối khi triển khai cung cấp dịch vụ dựa trên cơ sở DSL.DSL chỉ: được

cung cấp qua các đường dây cáp đồng liên tục nên khi moat dịch vụ dựa trên DSL kết nối tới một RT thì cổng DSL phải kết thúc tại RT để tín hiệu DSL

được biến đổi thành dạng tương thích với DLC Mức độ sử dụng DLC thay đổi tuỳ công ty điện thoại và nó dao động từ không sử dụng hoàn toàn cho tới

sử dụng cho khoảng 30% đường dây thuê bao trong mạng truy xuất nội hại

+Hién nay có trên l tỷ đường dây thuê bao trong mang PSTN (Public

Switched Telephone Network) trên toàn thế giới Hơn 95% trong số đó là cáp xoắn đôi dành cho dịch vụ điện thoại thuần tuý

+ Dịch vụ điện thoại thuần tuý được thiết kế để truyền tải âm thoại cần dải tần

để bảo đảm trung thực là từ 300 đến 3400Hz Dịch vụ dải hẹp này vốn được cung cấp cho điện thoại và truyễn dẫn tín hiệu modem tương tự ở tốc độ từ 9,6 tới 33,6

kbps và gần đây là 56 kbps

+ Một phần rất nhỏ của PSTN được cung cấp dich vu ISDN (Integrated Services

Digital Netword) BRI (Basic Rate Interface) Vòng thuê bao tương tự hiện nay sử

dụng rất tốt trong hệ thống truyền tải thoại Tuy nhiên, nó không đủ khả năng để

truyền tải các ứng dụng khác như đữ liệu và video

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

+ Dải tần âm thoại là từ 300 đến 3400KHz và nếu được mã hoá PCM (Pulse

Code Modulation: điều chế mã hoá xung) sẽ là 64kbps Mạch vòng thuê bao của

mạng cáp nội hạt chỉ được thiết kế cho yêu cầu của âm thoại mà hoàn toàn không

dành cho các nhu cầu về đữ liệu và video Mạch vòng thuê bao hiện nay rất hạn

chế khi dùng cho truyền tải số liệu và video Ví dụ, đôi lúc truyền một file dữ liệu

phải mất từ vài phút đến hàng tiếng đồng hồ

#+Bridged tap là các nhánh rẽ của đường dây thuê bao không nằm trên đường

thoại trực tiếp giữa tổng đài nội hạt và thiết bị đầu cuối của thuê bao Bridged tap

có thể là một đôi day không sử dụng nối với điểm trung gian hay là đoạn kéo dài

của đôi dây xa hơn vị trí của thiết bị đầu cuối thuê bao

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

Hình 1.4 Ảnh hưởng của nhánh rẽ đến sự suy hao của tín hiệu

truyền trên đường dây

+ Mặt khác, hầu hết các hệ thống xây dựng trên cơ sở điện thoại hiện nay sử

dụng khe 64kbps có dung lượng (bandwith) cố định và đối xứng Dung lượng cho

cuộc gọi điện thoại không thay đổi trong suốt thời gian điện đàm cho đến khi một trong 2 thuê bao gọi hoặc bị goi gác máy và dung lượng này được sử dụng cho

cuộc gọi khác Nếu trong thời gian cuộc gọi cả 2 thuê bao đều im lặng thì dung

lượng sử dụng vẫn là 64kbps

+ Trong khi đó các loại ứng dụng khác như đữ liệu và video lại cần một dung

lượng động, biến đổi và bất đối xứng Theo nghiên cứu của hãng Bell Labs (Bell

Labs Technical Journal, 2 (2), Spring, 1997, trang 42 — 67) thi hau hết lưu lượng

trên Internet là bất đối xứng: lưu lượng được gởi theo một hướng nhiều hơn hướng

ngược lại và đĩ nhiên hệ thống điện thoại có dung lượng đối xứng hiện nay không

tối ưu cho lưu lượng Internet

TH vn emeverltcenmeoE : “ %

uy g A8420 8©)

Hình 1.5 Ảnh hưởng của nhánh rẽ đến tỷ số SNR của tín hiệu truyền

trên đường dây

Svth: LE NGOC HAI

+ Một ví dụ là lần hạ giá thuê bao của dịch vu AOL (American Online) vào mùa

thu năm 1996 cho phép truy xuất thoải mái Internet mỗi tháng giá $19,95 dẫn tới khả năng đáp ứng truy xuất 30 triệu giờ Internet mỗi tháng của AOL không chịu nỗi lưu lượng tăng lên đến 60 triệu giờ mỗi tháng vào tháng I1 năm 1996 Người

sử dụng của AOL phải thường xuyên bị thông báo bận hoặc dịch vụ không thực hiện được làm cho nhiều người đã ngưng thuê bao AOL

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUY XUÁT

HIỆN NAY

1.3.1 Modem tương tự

* Trong những năm đầu của lịch sử máy tính cách nay chừng hơn 30 năm trước,

kết nối mạng hoạt động ở tốc độ khoảng 300 đến 600 bit/s đã là khá đủ Khoảng

10 năm gần đây thì modem 9.6kbps được xem là công cụ liên lạc tốc độ cao

modem 9,6kbps thực tế đã đáp ứng nhiều ứng dụng tuy nhiên nó thực sự chậm chạp trong các ứng dụng liên quan đến đồ hoạ và video

* Ví dụ: một người sử dụng vào mạng để tải về một bản đồ thời tiết thì với tốc

độ truyễn dữ liệu 9600bit/s phải mất 40 giây để tải về bản đồ trắng đen chất lượng kém Với bản đồ màu độ phân giải cao thì phải chờ đến vài phút Ngay cả modem

28,8kbps hay 33,6 kbps cũng không đáp ứng được về tốc độ của nhiều ứng dụng

* Thời gian download một hình ảnh nén JPEG (Joint Photographic Experts

Group) là 120 giây Nền kỹ thuật máy tính thay đổi rất nhanh, các kênh thông tin,

máy tính đang biến đổi để đáp ứng theo nhu cầu khả dung lượng cao ngày càng

tăng

* Khi các dịch vụ hình ảnh màu, thoại và video càng hấp dẫn khách hàng thì

hạ tầng thông tin hàng megabit càng trở nên thiết yếu Liệu người ta có thể trông chờ ở modem tương tự những bước tiến ở các tốc độ cao hơn cỡ tốc độ đường

truyền T1 (1544 kbps) hay E1 (2048 kbps) không? Thật không may, câu trả lời là

không Tốc độ 33,6 kbps của modem tương tự đã chạm trần tốc độ dữ liệu của

modem truyền trên kênh thoại Tất cả các modem tương tự đều phải truyền dữ liệu

trong kênh 300 Hz - 4000 Hz dành cho âm thoại trong mạng điện thoại

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

* Tốc độ cỡ 33,6 kbps cần dải thông lớn hơn nhiều Tuy nhiên, các modem

hiện đại thay vì gởi đi dòng bít chưa qua xử lý lại gởi đi các tín hiệu (symbol), mỗi

tín hiệu đại diện cho một số bit liên tiếp của dòng bít Chẳng hạn, modem V.32

mỗi lần lấy 4 bit dữ liệu chưa xử lý thêm vào bít thứ 5 để thực hiện sửa sai tạo

thành nhóm 5 bit được đại diện bằng một trong 32 dạng tín hiệu Mỗi tín hiệu là

một sự kết hợp của biên độ và phase của sóng mang

* Quá trình điều chế này gọi là quadrature Amplitude Modulation (QAM) Vì

phương pháp điều chế QAM vừa nêu tạo ra 1 tín hiệu cho mỗi chuỗi 4 bit liên tiếp

nên nó giảm dải thông cần thiết xuống còn một phần tư và như vậy dong bit dif

liệu 9600 bi/s có tốc độ tín hiệu giảm còn 2400baud và dễ dàng truyền được trên kênh thoại 4kHz

*% Vấn đề là bit thứ 5 được thêm vào không làm thay đổi tốc độ dữ liệu cũng như

tốc độ tín hiệu mà chỉ làm tín hiệu được điểu chế phức tạp thêm từ 16 trạng thái

lên 32 trạng thái Hình vẽ 1.6 minh hoạ các chòm sao mã hoá của các phương pháp

điều chế khác nhau Trường hợp bên trái minh hoạ điều chế sóng mang đơn giản bằng phương pháp điều chế nhị phân

*% Trong phương pháp điều chế này chỉ có biên độ biên độ có giá trị dương hay

không và tốc độ tín hiệu bằng vớ tốc độ dữ liệu Kỹ thuật điều chế 2B1Q trong

ISDN hay HDSL dùng 4 biên độ biên độ khác nhau cho tín hiệu để đạt hiệu quả 2

lần về dải thông nhưng cũng lưu ý rằng các mức biên độ cũng gần hơn 2 lần so với trường hợp điều chế nhị phân

* Trường hợp kế tiếp là của phương pháp điều chế QAM bốn trạng thái với biên

độ của sóng mang vẫn không đổi trong khi đó phase là một trong 4 giá trị cho phép

truyền 2 bit cho mỗi tín hiệu và làm cho tốc độ tín hiệu giảm còn một nửa Trường hợp cuối cùng là chòm sao của phương pháp mã hoá điều chế 32-QAM dùng trong

modem V,32

* Trong trường hợp này, khi chuyển từ 11000 sang 01101 thì cả biên độ và phase

đều thay đổi Thay vì gởi một trong hai trạng thái của bit là 1 hay 0 từ luồng dữ

liệu nguyên thủy modem V.32 gởi một trong 32 trạng thái có thể có Modem thu phải xác định đúng tín hiệu đã được gởi đi dù sự khác nhau của các tín hiệu là nhỏ hơn nhiều so với trường hợp chỉ gởi đơn giản 1 hay 0

*wˆ Nếu kênh thoại là hoàn hảo thì không có vấn để gì nhưng tất cả mọi đường dây trong mạng thực tế đều có nhiều dạng nhiễu Cáp xoắn đôi chạy từ phía khách

hàng đến tổng đài có thể bị tác động bởi các bộ đánh lửa động cơ, máy sấy tóc, đường dây điện lực, đèn huỳnh quang và các dạng phóng điện khác Tuổi đời và

chất lượng của cáp cũng liên quang rất nhiều tới nhiễu Cáp cũ bị ngấm ẩm nhiều

sẽ bị nhiễu nhiều hơn cáp mới

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HAT

+ Hơn nữa, tất cả các đôi dây khác nhau trong một chão cáp có khi từ vài trăm đến vài ngàn đôi ghép lại và rò rỉ tín hiệu vào các đôi dây kế can mà ta gọi là hiện tượng xuyên kênh (crosstalk) Tất cả các tác nhân gây nhiễu này tạo thành một nền nhiễu trong mỗi kênh truyền

^ Nếu cố gắng phân biệt hai trạng thái giữa 1 và 0 thì tín hiệu phải bị phá huỷ rất mạnh mới có thể nhận dạng lầm được Với trường hợp 2 trong 32 trạng thái khác nhau của tín hiệu modem V.32 rất gần nhau thì chỉ cần một lượng nhiễu nhỏ cũng có thể phá huỷ tín hiệu này và làm cho nó giống tín hiệu kia Các modem tốc

độ cao hiện tại vẫn hoạt động tốt ở tý số nhiễu trên hầu hết các kênh điện thoại

^ Điều đó có nghĩa là các modem 28,8 kbps hay 33,6 kbps có thể hoạt động tốt trên các đường dây có chất lượng tốt và rất tốt Tuy nhiên trong nhiều trường

hợp các bộ modem hoạt động ở tốc độ thấp hơn

+ Nếu hai modem ở hai đầu kết nối đo được tỷ số tín hiệu trên nhiễu nhỏ hơn yêu cầu chúng sẽ giảm tốc độ modem để bảo đảm kết nối tin cậy Nếu mọi thứ đều lý tưởng, cáp điện thoại mới, xuyên kênh không đáng kể, thiết bị chuyển mạch hiện

đại thì có thể kết nối ở tốc độ 33,6 kbps Trên thực tế, các kết nối modem 28,8

Hình 1.6 Các chòm sao mã hoá theo các phương pháp điều chế khác nhau

+ Tốc độ truyền dẫn tối đa của thông tin số đã được các công trình của Claude E

Shannon “A Mathematical Theory of Communication” vao name 1948 và

“Communication Theory of Secrecy Systems” vao ndm 1949 đăng tải ở tap chi Bell Systems Technical Journal đề cập đến

* Cả 2 công trình đều được ông xây dựng từ công việc giải mật mã mà ông thực hiện trong suốt thế chiến thứ Il Ông đã thiết lập những cơ sở toán học cho truyền

dẫn thông tin và rút ra những giới hạn căn bản của hệ thống thông tin số Trong các công trình tiên phong này Shannon đã công thức hoá các vấn đề cơ bản của việc truyền dẫn tin cậy thông tin dưới dạng xác suất thống kê, sử dụng mô hình các xác

suất cho nguồn tín (information source) và kênh thông tin (communication channel)

Chương I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

Dựa trên các công thức thống kê đó Shannon đã dùng hàm số logarithmic để

đo lượng tin của một nguồn tín

Ông cũng đã cho thấy ảnh hưởng của giới hạn năng lượng máy phái, giới hạn dải

thông kênh truyền và nhiễu cộng đối với kênh truyền, đưa vào một tham số gọi là

dung lượng kênh (channel capacity) C Khi tốc độ thông tin R nhỏ hơn dung lượng

kênh tin C thì về mặt lý thuyết có thể đạt được truyền dẫn tin cậy (error-free: không

có lỗi) qua kênh tin bằng việc mã hoá thích hợp

Còn khi tốc độ thông tin R lớn hơn dung lượng kênh tin C thì không thể truyền dẫn

tin cậy qua kênh tin được mà phải qua một số bước xử lý tín hiệu tại máy phát cũng

như máy thu

Như vậy Shannon đã thiết lập các giới hạn cơ bản của thông tin và đã khai sinh ra

một lĩnh vực mới gọi là lý thuyết thông tin (information theory) Céng lao của

Shannon đã được đánh giá là ngang tâm với phát kiến của Nicolaus Copernicus

trong thiên văn (theo ư L Massey) Giới hạn Shannon cho dung lượng kênh truyền

được xác định bởi:

( = Bưhg;| 1 |

+ Mọi khách hàng sử dụng modem déu rat quan tâm đến tốc độ và độ tin cậy của

modem Các nhà cung cấp đều cố gắng tiến gần tới giới hạn Shannon Cho tới tiêu

chuẩn V.32 thì mọi modem đều còn cách xa giới hạn dung lượng này khi mức S⁄N

từ 9 tới 10 dB Nếu dải thông từ 2400 Hz lên đến 2800 Hz và tỷ số S/N từ 24 dB

đến 30 dB thì dung lượng kênh khoảng 24000 bit/s Để lấp đây khoảng cách còn

lại cần phải ứng dụng

+ Vào những năm 1950 các modem FSK (Frequency Shift Keying) có tốc độ từ

300 bit/s tới 600 bit⁄s Tiêu chuẩn quốc tế của modem bắt đầu từ thập kỷ 60 thế kỷ

trước.Năm 1964 tiêu chuẩn modem đầu tiên của CCITT là V.21 xác định đặc tính

cia modem FSK téc độ 200 bit/s và bây giờ là 300 bit⁄s Kỹ thuật điều chế đã thay

đổi sang QAM 4 trạng thái vào năm 1968 và 16 trạng thái vào năm 1984 bởi

V.22bis

* Vào lúc đó, một tiêu chuẩn modem ứng dụng tiến bộ công nghệ mới là V.32

thêm phần đặc tính triệt tiếng dội (echo cancellation) và mã hoá trellis Mã trellis

được tiến sỹ Gottfred Ungerboeck để cập lần đầu tiên và ứng dụng vào modem và

thực hiện lấp được một phần ba khoảng cách còn lại so với giới hạn Shannon

V.32bis được xây dựng trên cơ sở đó và đạt được tốc độ dữ liệu lên đến 14400

bit⁄s Sau đó tốc độ dữ liệu của các modem đã có những tiến bộ nhanh chóng từ

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

19200 bit/s lên đến 24000 bit/s rồi 28800 bit/s Modem mới hơn là V.34 ra đời năm

1996 đã đạt tới tốc độ dữ liệu 33600 bit⁄s và thực hiện 10 bit trên mỗi tín hiệu

Modan — exchange exchange eee

NAANAA/ | (Central office) (Central offee) | AAAAAY

encoding Analogue encoding encoding

Hinh 1.7 Modem tuong tu qua mang điện thoại tương tự

Khi các cuộc đàm thoại điện thoại được số hoá, các tổng đài lắp một bộ mã

hoá chuyển tín hiệu tương tự thành tín hiệu số lấy mẫu tín hiệu thoại 8000 lần mỗi giây và dùng 8 bit để mã hoá giá trị của mẫu Ở đầu kia của kết nối diễn ra quá

trình ngược lại và một tín hiệu xấp xỉ gần với tín hiệu ban đầu được tái tạo

Tuy nhiên, quá trình mã hoá lại sản sinh ra một kiểu nhiễu khác đó là nhiễu lượng tử Khi thực hiện lượng tử hoá, các biên độ tương tự có thể năm giữa hai mức

lượng tử kế tiếp trong 256 mức lượng tử khác nhau có được từ lượng tử hoá 8 bit và

bộ mã hoá chọn mức lượng tử gần hơn

Ở đầu thu, mức tín hiệu tương tự được tái tạo sẽ không phải là mức tín hiệu ban

đầu mà khác hơn một chút nên tạo ra nhiễu Với mục đích truyền thoại thì sự khác

biệt này là không đáng kể nhưng với modem tốc độ cao thì là một vấn đề lớn

encoding Digital encoding encoding

Hình 1.8 Mdoem tương tự qua mạng điện thoại số IDN

Modem 56K sử dụng quá trình lượng tử hoá này Nhiễu lượng tử là do quá

trình mã hoá PCM Nếu bỏ qua được giai đoạn mã hoá PCM thì có thể thoát khỏi

giới hạn Shannon Nếu ta bố trí dữ liệu số chỉ đi qua bộ giải mã trên mạng điện thoại thì dữ liệu sẽ được chuyển thành tín hiệu 256 mức phát ra từ bộ biến đổi số

sang tương tự của bộ giải mã PCM Modem sẽ chuyển sang tìm kiếm các mức

lượng tử hoá này vốn đã được tiêu chuẩn hoá

Trên thực tế một vài nơi ở Hoa Kỳ chỉ sử dụng 128 mức lượng tử hoá vì hệ

thống ghép kênh điện thoại số T1 ở Bắc Mỹ sử dụng bit có trọng số nhỏ nhất trong

8 bit để giám sát kênh và báo hiệu Để có thể sử dụng modem tại mọi nơi thì thay

vì 64 kbps tốc độ modem là 56 kbps dù hầu hết các nơi trên thế giới đều dùng cả 8

bit cho mã hoá dữ liệu PCM Hơn nữa do tín hiệu chỉ truyền từ bộ giảm mã PCM ở

mạch giao tiếp thuê bao của tổng đài đến thuê bao nên có rất ít nhiễu tác động và

kết quả là tỷ số tín hiệu trên nhiễu rất cao trên các đường truyền 56 kbps.Trò ảo thuật ở đây là loại bỏ quá trình mã hoá PCM và đưa thẳng đữ liệu số đến bộ giải

mã Điều này đòi hỏi kết nối từ nguồn dữ liệu (các ISP chẳng hạn) đến bộ giải mã phải toàn bộ là số Modem 56 kbps có thể vượt qua giới hạn Shannon bằng cách phân biệt 2 chiều thu phát của người sử dụng

% Ở chiều phát tốc độ vẫn là 33,6 kbps Còn ở chiểu thu tốc độ chỉ đạt tới 56

kbps khi ISP (Internet Service Provider: nhà cung cấp dịch vụ Internet) của họ các

tổng đài của PSTN phối hợp để tránh bộ lọc PCM ở mạch giao tiếp thuê bao của

tổng đài bằng các đường truyền số T1 (1544 kbps) hay E1 (2048 kbps)

eX Dĩ nhiên là hai tiêu chuẩn này không tương thích nhau và ngành công nghiệp sản xuất modem nhanh chóng bị phân cực theo một trong 2 tiêu chuẩn trên Lúc này người sử dụng tại Hoa Kỳ chờ đợi tiêu chuẩn nào sẽ được ISP của mình chấp nhận rồi mới mua modem theo tiêu chuẩn đó Nhiều ISP đã chờ đợi tiêu chuẩn nào

sẽ chiến thắng và tiêu chuẩn nào sẽ về vườn Trong thời gian này một số ISP mở

ra 2 số điện thoại, mỗi số điện thoại cho một tiêu chuẩn và điều này đã làm cho người sử dụng thấy yên tâm mà mua sắm modem 56 kbps

| tmternet MT,

Clent computer Server compuder

V.0tnt Cant side iaiom lớp AD Exchatiga tia Exchange từ cu# V.pere server

Loom NÓ „ | site modarn

AY bị <p “Ue

Auratogue U UU Lr Pan digital eieceren ag Por digital ercadirng #i:cotling RUF

Hinh 1.9 Modem V.pcm

# Trong nhiều trường hợp việc bỏ qua một lần biến đổi là không đơn giản Khi

truy xuất thông tin từ một nhà cung cấp dịch vụ Internet nội hạt thì cơ hội rất cao nếu ISP đó kết nối với tổng đài nội hạt bằng các đường truyền số

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MANG THUÊ BAO NỘI HẠT

sg Tuy nhiên khi khoảng cách càng dài thì khả năng tín hiệu bị chuyển sang tương tự rồi chuyển trở lại số càng lớn Khoảng 25% số tổng đài tại Hoa Kỳ là tổng đài chuyển mạch tương tự nên cuộc gọi càng qua nhiều tổng đài thì khả năng gặp phải tổng đài chuyển mạch tương tự càng lớn

s Những người làm việc tại những văn phòng chi nhánh xa công ty hay

những người làm việc tại nhà riêng nhiều khi than phiển kết nối modem của họ với

mạng của công ty chỉ đạt được tốc độ tối đa 28,8 kbps Ngay cả khi mọi việc đều tốt đẹp thì tốc độ 56 kbps vẫn là quá khiêm tốn dù đó là tiến bộ công nghệ cuối

cùng của modem tương tự Chúng ta đã số hoá toàn bộ mạng viễn thông chỉ trừ ra

đường truyền dẫn thuê bao nội hạt là phải chuyển tín hiệu thành tương tự để phân

phối đến khách hàng nên kênh truyền không thể dung nạp thêm nhiều bit số liệu

hơn nữa Nếu muốn một tốc độ truyền dữ liệu cao hơn thì phải nghĩ đến các

phương pháp khác hơn là sử dụng mạng điện thoại truyền thống

1.3.2 ISDN

ISDN (Integrated Services (Digital) Network) la mang (s6) da dich vu (sau nay

do thói quen người ta bỏ đi dấu ngoặc) ISDN lần đầu tiên được CCITT để cập đến

trong một khuyến nghị của mình vào năm 1977 Năm 1985 AT&T thử nghiệm

ISDN lần đầu tiên tại Hoa Kỳ

Tuy nhiên, ISDN phát triển chậm ở Hoa Kỳ do sự không thống nhất trong cách triển khai theo CCITT của AT&Tvà Nortel ISDN phá sản ngốn của hơn 20 quốc gia khoảng 50 tỷ Mỹ kim Nguyên lý của ISDN là cung cấp các dịch vụ thoại

và số liệu chung trên một đường dây thuê bao kỹ thuật số

Dùng ISDN ở giao tiếp tốc độ cơ sở (BRI: Basic Rate Interface) cho phép truyền dữ liệu và thoại trên 2 kênh B (Binary channel) 64kbps va 1 kênh D (Digital channel) 16kbps Méi đường dây ISDN ở BRI có thể bố trí tối đa 8 thiết bị

đầu cuối và cùng một lúc có thể thực hiện được nhiều cuộc gọi khác nhau

Dùng ISDN cho phép khách hàng sử dụng các dịch vụ mới như dịch vụ khẩn cấp (báo trộm,báo cháy, ), dịch vụ ghi số điện - nước — gas, dịch vụ quay số trực tiếp vào tổng đài nội bộ, dịch vụ địa chỉ phụ,,

Các thiết bị cũ của mạng điện thoại PSTN vẫn dùng được với ISDN qua một bộ

thích ứng đầu cuối TA (Terminal Adaptor) Giao tiếp tốc độ sơ cấp (PRI: Primary

Rate Interface) tương đương với các đường truyền TI và E1 với kênh một kênh D

là 64‡Kbps còn cá kênh B còn lại cũng có tốc độ 64Kbps

không kịp nhu cầu của khách hàng

Tại châu Âu ISDN đã phát triển rộng rãi và các văn phòng chi nhánh, những người làm việc xa công ty (telecommuter) đã sử dụng ISDN hiệu quả trong nhiều năm Dù sao ISDN vẫn không phải là dịch vụ tự động 128Kbps mà nó chỉ là 2

kênh 64Kbps Nếu muốn sử dụng đầy đủ dung lượng 128Kbps của đường dâyISDN

thì phẩi mua thêm một bộ thích ứng đầu cuối đặc biệt để nhập 2 kênh 64Kbps lại

ISDN không phải là công nghệ có thể ứng dụng riêng cho thuê bao mà toàn bộ

tổng đài phải được lắp đặt thiết bị ISDN

Yêu cầu đầu tiên là tổng đài phải sử dụng kỹ thuật chuyển mạch số Nếu tổng đài sử dụng kỹ thuật tương tự sẽ không có ISDN Như đã nói ba phần tư số tổng đài

ở Hoa Kỳ là tổng đài số và dĩ nhiên là sấn sàng cho ISDN

Các tổng đài tương tự cũ hơn đang được chuyển đổi sang kỹ thuật số khi nó

giảm giá nhưng với giá thành một vài triệu dollar cho một tổng đài kỹ thuật số như hiện nay thì việc chuyển đổi bị ràng buộc bởi nguồn tài chính đầu tư của các công

ty khai thác điện thoại.Ngay cả khi đã có tổng đài kỹ thuật số thì các phần cứng và

phần mềm do để nâng cấp lên ISDN rất mắc tiển Điều này thực sự là một đánh

cược của các công ty điện thoại trên sự chấp nhận của các thuê bao để điều chỉnh

đầu tư Thực tế sự chấp nhận ISDN của khách hàng ở Hoa Kỳ rất khiêm tốn làm

cho các công ty điện thoại khá thờ ơ trong việc xúc tiến chuyển đổi mạnh sang cái

1 ISDN” (“ISDN _ era” theo ITU-T)

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

ISDN cũng phải trải qua bài toán con gà và quả trứng Để khắc phục giá thành chuyển đổi ISDN để đối mặt với sự chấp nhận không mấy ấn tượng của khách hang ISDN đã trở nên mắc tiền Và dĩ nhiên một dịch vụ mắc tiền không thể dễ

dàng phổ biến trên diện rộng Cho tới năm 1997, chỉ có khoảng hơn một triệu đường dây thuê bao là ISDN trong tổng số 150 triệu đường dây thuê bao tại Hoa

Kỳ Vì ít được sử dụng nên thiết bị ISDN như bộ thích ứng đầu cuối để kết nối máy

tính cá nhân với mạng trở nên rất mắc tiền

® Kết quả là ISDN cần một sự đâu tư tài chính lớn làm cho hầu hết các người

sử dụng đều thờ ơ Trong trường hợp ISDN dành cho các người làm việc xa công ty

hay từ các chi nhánh thì chi phí có thể chấp nhận được nhưng với các văn phòng

gia đình hay các văn phong nhé (SOHO: Small Office Home Office) thi ISDN qua

mắc tiền

G Càng ngày ISDN càng trở nên không có lối thoát Trong thời đại mà modem

tương tự chỉ đạt tốc độ dữ liệu 1200 bit⁄s thì tốc độ dữ liệu 64 kbps cho mỗi kênh của ISDN quả thật rất ấn tượng Ngày nay, khi mà tốc độ dữ liệu của modem tương

tự lên đến 56 kbps với giá thành không quá 10 Mỹ kim thì giá thành thiết bị ISDN

lên đến hàng ngàn Mỹ kim trở nên không đáng để đầu tư Một sự kiện nữa đang ngày càng cho ISDN ra rìa là Internet ISDN là dịch vụ có chuyển mạch cho phép

thực hiện các kết nối 64 kbps qua quay số như gọi điện thoại

So Trong những năm đầu của thập kỷ 80 thế kỷ trước, lúc đang phát triển

ISDN tất cả các cuộc gọi số liệu đều chỉ cho mục đích chuyển dữ liệu giữa các

máy tính qua việc kết nối bằng cách quay số gọi nhau

Trong khi đó hiện nay với một kết nối Internet có thể chuyển dữ liệu cho bất cứ

máy tính nào khác chỉ bằng cách đơn giản là gởi e-mail Điều này được thực hiện

mà không cần mạng chuyển mạch Internet thực hiện e-mail bằng định tuyến Mặt

khác ISDN là một dịch vụ có giá phụ thuộc vào đường dai trong khi modem dial-

up chỉ quay số đến một ISP nội hạt và tốn cước phí thuê bao hàng tháng còn việc chuyển vận qua Internet là miễn phí Vấn để cuối cùng của ISDN trong thời kỳ suy

thoái là ISDN góp phần tăng thêm gánh nặng vào sự quá tải của mạng PSTN

sg Khi ISDN mới xuất hiện thì chưa có công nghệ Web và các nhà thiết kế nghĩ là người sử dụng chỉ đơn thuẫn gọi một máy tính,chuyển dữ liệu rồi gác máy,

chẳng có gì khác so với một cuộc gọi điện thoại thông thường Tuy nhiên, Web và

Internet đã thay đổi cơ bản việc truyền số liệu

bỏ Sử dụng Web không chỉ đơn thuân là chuyển file mà còn khám phá, tận hưởng theo thời gian thực chuỗi thông tin bất tận về dữ liệu, giải trí Những cuộc

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MANG THUÊ BAO NỘI HẠT

gọi Internet không còn là các cuộc gọi với thời lượng vài phút mà đã trở thành các

cuộc gọi kéo dài nhiều tiếng đồng hồ Thời lượng sử dụng Intenet trung bình hàng

tuần đã hơn 6 giờ mỗi tuân trong khi hầu het các gia đình đều không nói chuyện

điện thoại quá 6 giờ mỗi tháng PSTN được thiết kế để đáp ứng vài cuộc gọi tương

đối ngắn của các thuê bao

bỏ Một lưu lượng người sử dụng không bình thường và những cuộc gọi chiếm

giữ đường day dài sẽ gây ra tắc nghẽn thường xuyên ở một số khu vực trên mạng

và thuê bao sẽ nhận được tín hiệu báo bận khi mạng quá tải, một hiện tượng ở Hoa

Kỳ rất thường gặp trong ngày các bà mẹ (Mothers Day)

Càng về sau, khi ngày càng nhiều nhà cung cấp dịch vụ đưa ra cước phí truy xuất

bao tháng làm cho các cuộc gọi thay vì chỉ kéo dài vài phút lại kéo dài nhiều tiếng

đồng hồ thì mọi ngày đều trở thành ngày của các bà mẹ

Về viễn cảnh mạng thì một cuộc gọi ISDN không khác gì mấy cuộc gọi modem

qua điện thoại thông thường Cả hai đều chiếm dụng khả năng chuyển mạch số,

truyền dẫn số 64 kbps ở cả phía nội đài lẫn liên đài Chuyển đổi khách hàng sang

sử dung ISDN có thể cải thiện một ít về tốc độ truy xuất nhưng không đủ để rút

ngắn đáng kể thời gian kết nối khi người sử dụng chỉ cân thông tin nào đó rồi log

off Còn đối với người sử dụng dùng tất cả thời gian kết nối chỉ cho mục đích giải

trí thì ISDN không có tác dụng gì ngoài việc truy xuất nhiều thông tin hơn một

chút

Các công ty khai thác điện thoại đang dẫn nhận ra rằng giải pháp lâu dài

duy nhất cho tình trạng quá tải mạng là chuyển lưu lượng Internet ra khỏi mạng

PSTN càng nhiều càng tốt Cố gắng tăng cường mạng hiện hữu để đáp ứng số

lượng bùng nổ các cuộc gọi chiếm giữ thời gian lớn giống như là xây dựng thêm

nhiều xa lộ để giải toả tắc nghẽn giao thông Chỉ phí sẽ thật khủng khiếp và sẽ

chẳng bao giờ đạt được hiệu quả kinh tế Các nhà cung cấp dịch vụ có thể có được

giải pháp nào thành công hơn các kỹ sư công lộ để giải quyết tắc nghẽn không?

Thực tế có một khả năng thành công lớn khi tách rời truy xuất Internet khỏi

PSTN nhà cung cấp dịch vụ sẽ gở bỏ được cổ chai kểm giữ tốc độ truy xuất ở 64

kbps Với cấu hình mạng mới nhà cung cấp dịch vụ có thể thiết kế thích nghi với

tốc độ thông tin dữ liệu hiện đại và người sử dụng có nhu cầu cao sẽ không ngần

ngại từ bỏ modem cũng như các thiết bị thích ứng đầu cuối để chạy theo mạng truy

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

Một ngạc nhiên chung cho nhiều người sử dụng là cùng một đôi dây cáp xoắn

đôi vốn chỉ dùng để truyền tải âm thanh của dịch vụ thoại truyền thống hay cùng

lắm là ISDN với tốc độ dữ liệu tổng cộng 160 kbps mà đã mấy chục năm qua lại

có thể làm cho đủ điểu kiện để truyền tải được các dịch vụ T1/E1 với tốc độ 1544

kbps hay 2048 kbps

Các công ty khai thác điện thoại tính cước thuê bao rất cao cho các dịch vụ

T1/EI so với đường dây thuê bao tương tự để bù lại chỉ phí cho các thiết bị hỗ trợ đường dây vì tuy cùng là đường dây cáp xoắn đôi nhưng T1/E1 lại cần có những

yêu cầu kỹ thuật đặc biệt

Giá thành cao của T1/E1 một phần là do việc chuyển đổi từ đường dây thuê

bao tương tự sang số và chi phí bảo dưỡng thiết bị đường dây cao liên quan đến các

kỹ thuật điều chế quá đơn giản là AMI (Alternate Mark Inversion) ở T1 và HDB3 (High Density Bipolar 3) được xây dựng cách đây hơn ba mươi năm Kỹ thuật điều

chế sử dụng trên đường truyền T1/E1 truyền thống chỉ chấp nhận các khoảng cách tương đối ngắn

Vì vậy, đường truyền T1/E1 qua các vòng thuê bao dài phải được phân chia

thành nhiều đoạn cùng với các trạm tiếp vận (repeater) ở các điểm tiếp nối để dò

và phát lại tín hiệu sang đoạn day khác Do đó phải bố trí các trạm tiếp vận ở cách hai đầu đường dây thuê bao không quá 600 đến 900m và khoảng cách giữa các

trạm tiếp vận không quá 900 tới 1800m tuỳ cỡ dây

T1 là một dịch vụ số nhận thông tin số dưới dạng 0 và 1 từ các phần tử

hệ thống kế cận Theo sơ đồ mã hoá AMI của T1 mỗi bit của thông tin số được truyền trên dây cáp đồng bằng dạng sóng tương tự được điều chế để

mang thông tin các bịt 0 hay 1

Như vậy, sơ đồ mã hoá mã hoá 1 bit cho mỗi baud với † baud là một chu

kỳ sóng sine và dạng sóng được điều chế có thể là 0 hay 1 Số các chu kỳ

sóng sine trong một giây là tần số tinh bang Hertz (Hz) Vi vay luồng số TT gồm 1536000 bit cộng thêm các bit tạo khung, các bit báo hiệu, thành

1544000 bit cần phải có phổ từ 0 đến 1544000Hz

Hệ quả của tần số cao này là giới hạn khoảng cách giữa các trạm tiếp

vận luôn nhỏ hơn 1800m đối với cỡ dây AWG22 Một giải pháp để tăng giới

hạn khoảng cách là gởi nhiều thông tin trên mỗi baud hay mỗi chu ky tin

hiệu Tăng tỷ lệ bit trên mỗi baud làm giảm tần số và tránh được suy hao ở

tần số cao làm cho có thể cung cấp được đường dây thuê bao dài hơn

Thiết bị đường truyền T1 và E1 không thể hoạt động trên các đường dây thuê bao có các bridged tap Vì vậy trước khi nâng cấp lên đường truyền T1 hay E1 phải tháo gỡ tất cả các bridged tap Điều này có vẻ thật đơn giản nhưng trên thực tế do mất mát hồ sơ và việc đóng mở cáp thường làm cho quá trình gỡ bỏ các bridged

tap trở nên mất thời gian và tốn kém

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

Hình 2.2 Cung cấp dịch vụ T1/E1 truyền thống có tiếp vận

cable modem dat t6éc d6 cao hơn nhiều và nhanh hơn xấp xi 500 lần

Tây Âu Kết quả là người ta đã phát triển được một số loại kỹ thuật cable modem

trục sẵn có và làm cho các công nghệ kiểu như MHP trở nên thực tế

Cable modem là thiết bị cho phép truy xuất thông tin tốc độ cao từ các server

từ xa như Internet server hay video on demand server qua mạng truyền hình cáp (đồng trục) So với các loại modem analog truyền thống dùng trong mạng PSTN thì

Trong khoảng giữa những năm 1990 của thế kỷ trước người ta đã phát triển

được khả năng truyền tải hai chiều của hạ tầng cơ sở mạng cáp đồng trục hiện hữu

để phục vụ cho truy xuất Internet tốc độ cao Điều này đã dẫn đến việc tiến hành

nhiều nghiên cứu và thử nghiệm trên nhiều khu vực tại Hoa Kỳ và các quốc gia

Ý tưởng của modem cáp thật đơn giản là dùng mạng cáp đồng trục sẵn có để

kết nối Internet Điều này không những chỉ đem lại cho thuê bao cơ hội có được

tốc độ truy xuất Internet ấn tượng mà còn thực hiện được các dịch vụ khác như

video on demand và MHP (Media Home Platform) Ngay tức khắc, các nhà cung

cấp dịch vụ nhận thấy được tiểm năng đem lại thu nhập to lớn của công nghệ này

do con số quá lớn các thuê bao có thể tham gia vào mạng qua các kết nối cáp đồng

.Công nghệ cable modem đem lại việc kết nối mạng tốc độ cao cho môi trường dân dụng cũng như doanh nghiệp nhỏ qua các đường dây cáp đồng trục vốn sử

dụng cho truyền hình cáp Modem cáp là thiết bị cho phép truy xuất đữ liệu (như

Internet chẳng hạn) qua mạng truyền hình cáp thông thường

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

Thuê bao chỉ cần kết nối modem cáp với ổ cắm truyền hình cáp Phía nhà cung

cấp dịch vụ sẽ kết nối đầu cáp với hệ thống xử lý modem cáp (CMTS: Cable

Modem Termination System) Một bộ modem cáp điển hình có hai kết nối, một

kết nối nối với ổ cắm mạng truyển hình cáp và một kết nối nối với máy tính cá

nhân (PC: Personal Computer) hay hộp thích ứng

Hầu hết các modem cáp là các thiết bị rời kết nối với máy tính qua card

Ethernet 10Base-T hay card Ethernet 100Base-T và đi dây bằng cáp xoắn đôi

Những modem cáp đời mới có cả giao tiếp USB (Universal Serial Bus) hay còn có

cả dạng Internal qua giao tiếp PCI Thực ra thuật ngữ modem được sử dụng cho thiết bị này có đôi chút không chính xác Thật vậy, với chức năng điều chế và giải điều chế nó có thể xem như một modem

Nhưng mà sự tương tự với modem dùng trong mạng điện thoại PSTN cũng chỉ

dừng lại tại đó do modem cáp phức tạp hơn modem điện thoại nhiều Cable

modem gồm các phần chức năng sau:

hiệu truyền hình thường trải rộng phổ trên dải tần từ 50 MHz đến 750 MHz Mỗi

kênh truyền hình chiếm dải tần 6 MHz

Các kênh truyền hình cáp MTV, CNN hay BBC đều chiếm dải thông 6 MHz

Tương tự như vậy dịch vụ Internet qua cáp đồng trục cũng chiếm dải thông 6 MHz

cho từng chiều upstream và downstream riêng lẻ Ta sẽ xét đến sự khác nhau giữa

kênh dữ liệu trên cáp đồng trục với kênh tương tự thông thường bao gồm cả sự

khác nhau theo chiều downstream cũng như chiều upstream

- Một bộ modem cáp gởi và nhận tín hiệu theo hai kiểu hơi khác nhau Ở

chiều downstream, dữ liệu số được điều chế và đặt vào kênh truyền hình 6 MHz ở

một vị trí nào đó trong dải tần từ 50 MHz dén 750 MHz Hiện nay, đang sử dụng

kỹ thuật điều chế 64 QAM cho chiều xuống để đạt được tốc độ đữ liệu lên đến 27

Mbps cho kénh tín hiệu 6 MHz

Tín hiệu này có thể đặt ở kênh 6 MHz bên cạnh tín hiệu truyền hình về phía

nào cũng được miễn là không làm ảnh hưởng đến tín hiệu truyền hình Ở chiều upstream thì phức tạp hơn nhiều Nhìn chung trong mạng cáp hai chiểu thì chiều

upsfream (còn gọi là chiều ngược) được phát tín hiệu giữa 5 MHz và 42 MH¿z(- Sử

dụng dai tan)

Svth: LE NGOC HAI THU ì ¥ iE Py | | 21

ere 5Aidhey |

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

Điều này dẫn đến một môi trường nhiều nhiễu với nhiễu tần số vô tuyến RF và

nhiễu xung Hơn nữa, nhiễu được tạo ra một cách dễ dàng từ trong nhà do các mối

nối thấp và đi cáp không tốt

Vì mạng cáp đồng trục có dạng "cây đẻ nhánh" ("tree and branch") nên khi tín

hiệu đi theo chiều lên thì nhiễu sẽ dồn lại và tăng lên Để khắc phục hiện tượng

này nhiều nhà sắn xuất sử dụng kỹ thuật điều chế QPSK hay các kỹ thuật điều chế tương tự cho chiều upstream vi QPSK kháng nhiễu tốt hơn QAM

Tuy nhiên tín hiệu QPSK cho tốc độ dữ liệu thấp hơn tín hiệu QAM nhiều Bảng 1.1 liệt kê các dải tần truyền hình và tần số của chúng Một kênh truyền hình có

thể nằm trong khoảng 1 trong 7 dải tần này

Bảng 1.1 Các dải tần truyền hình Dải tần Tam tan s6 (MHz) Low Very High Frequency (VHF) 54 - 88

Midband 88 - 174 High Very High Frequency (VHF) 174-216

Superband 216 - 300 Hyperband 300 - 468

Ultraband 468 - 648

Ultra High Frequency 470 - 806

1.3.5 Hệ thống truy xuất qua thông tin vệ tỉnh

Các hệ thống thông tin vệ tinh truyền thông trực tiếp (DBS: Direct Broadcast Satellite) đã có sẵn để cung cấp dịch vụ truyền hình chất lượng cao cho nhiều gia

đình Hầu hết dịch vụ này (cho cả các máy thu hình tương tự) sử dụng phương pháp nén hình ảnh MPEG II (Motion Pictures Experts Group II) Phan âm thanh được xử

lý theo kỹ thuật Dolby Surround Sound tạo ra chất lượng âm thanh sánh bằng với chất lượng audio CD

? Các nhà cung cấp thiết bị và điều hành hệ thống thông tin vệ tinh phải đối

mặt với vấn để trễ trong các dịch vụ thoại và số liệu hai chiều Các hệ thống vệ

tinh truyền thông trực tiếp có sẵn trên thị trường vốn dùng cho các dịch vụ truyền

hình kỹ thuật số mot chiều Hầu hết các dịch vụ này đều sử dung nén MPEG va truyền tải đa kênh để cung cấp dịch vụ gần giống với dịch vụ xem phim theo yêu

cầu (nghĩa là các bộ phim bắt đầu cách nhau 15 phút)

® - Các hệ thống Vệ tinh truyền thông trực tiếp bị cẩn trở bởi các vấn để về

truyền tải các kênh truyền thông nội hạt, trễ liên quan đến xử lý nén (các sự kiện thể thao bị trễ khoảng 1 giây), mất hoạt động hai chiều (mặc dù thực tế đã có nhiều hệ thống truyền tải thuê bao đến vệ tinh)

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT

So Hầu hết các hệ thống vệ tinh truyền thông trực tiếp sử dụng một kết nối

modem qua đường dây điện thoại cho chiéu upstream Một kênh vệ tinh truyền

thông trực tiếp có thể dễ dàng hoạt động ở tốc độ dữ liệu 23Mbps

Tuy nhiên, tốc độ phổ biến nhất là khoảng 400 kbps (dịch vụ Direct PC) Các

hệ thống hiện nay sử dụng các quỹ đạo địa tĩnh (GEO: Geosynchronous Earth

Orbit) ở độ cao 22 500 dặm (khoảng một phần mười khoảng cách từ quả đất đến

mặt trăng)

sg Khoảng cách lớn này làm tăng lên thời gian trễ của các dịch vụ hai chiều,

các dịch vụ tương tác Tuy nhiên, các hệ thống vệ tinh nhân tạo thế hệ mới như hệ thống vệ tỉnh nhân tạo Iridium và hệ thống vệ tinh nhân tạo Teledesic dùng các

quỹ đạo thấp hơn nhiều LEO (Low Earth Orbit) có thời gian trễ nhỏ nhất và tiêu thụ năng lượng máy phát nhỏ hơn Một vấn để của các nhà cung cấp dịch vụ qua

hệ thống thông tin vệ tinh là giá cả Trong phạm LEO, hệ thống vệ tinh nhân tạo

Iridium có giá thành khoảng 5 tỷ dollar cho 66 vệ tĩnh

ki DSL (Digital Subscriber Line: đường dây thuê bao số) được sử dụng đầu

tiên với ISDN (Infegrated Services Digital Network: mang số đa dịch vụ) là mang

tiên phong trong việc số hoá dịch vụ thoại, tích hợp với dịch vụ số liệu truyền tải

từ người sử dụng đến người sử dụng Nhiều đặc tính tiến bộ của các phiên bản xDSL sau này được lấy từ thực tế của ISDN DSL

# Trong những năm đầu của thập kỷ 90 thế kỷ trước nhiều nhà cung cấp đã

mạnh dạng dùng 2B1Q ở tốc độ truyền dẫn cao hơn để cung cấp các đường truyền T1 và E1 mà không dùng các trạm tiếp vận Kỹ thuật được sử dụng là chia dịch vụ

1 544 000 bps thành 2 cặp (4 dây), mỗi đôi dây hoạt động ở tốc độ 784 000 bps Bằng cách chia dịch vụ qua 2 đôi dây và tăng số bit thông tin trên mỗi tín hiệu làm

cho tốc độ truyền dẫn trên mỗi đôi dây cần phổ tần số hẹp hơn và cho phép thực

hiện đường dây thuê bao dài hơn

So Kỹ thuật này gọi là đường dây thuê bao số tốc độ cao (HDSL: High-bit-rate Digital Subscriber Line) Két qua 14 HDSL trén nén tang dich vu DS-1 đã có thé truyền tải qua khoảng cách đài đến 4 000 m cho cỡ dây 24 AWG và 3 000 m cho

cỡ dây 26 AWG mà không phải bố trí các trạm tiếp vận

.Các kỹ thuật DSL mới hấp dẫn và hứa hẹn hơn nhiều Các kỹ thuật DSL này có

tên chung là xDSL, với x đại diện cho một vài chữ cái nào đó Một số kỹ thuật

xDSL cung cấp liên lạc ở chế độ song công đối xứng (liên lạc 2 chiều cùng tốc độ) trong khi một số kỹ thuật xDSL khác cung cấp liên lạc ở chế độ song công bất đối xứng (liên lạc 2 chiều khác tốc độ)

Các chế độ liên lạc song công bất đối xứng đặc biệt thích hợp với các dịch vụ

mới như video-on-demand (video theo yêu cầu), truy xuất trang Web vì trong các dịch vụ này lưu lượng dữ liệu từ máy của người sử dụng đưa về nhà cung cấp dịch

Chương 2: CÔNG NGHỆ xDSL

vụ bao giờ cũng nhỏ hơn nhiều so với lưu lượng theo chiều ngược lại: từ nhà cung

cấp dịch vụ đến máy của người sử dụng.HDSL hoạt động ở 1544kbps (đường

truyền T1 ở Hoa Kỳ, Gia Nã Đại và Mễ Tây Cơ) và ở 2048kbps (đường truyền E1

ở châu Âu)

& Ở cả 2 tốc độ này HDSL đều là đối xứng (tốc độ như nhau ở cả 2 hướng) HDSL hoạt động ở tốc độ 1544kbps sử dụng 2 đôi dây xoắn đôi với độ dài tối đa là 5Km còn HDSL hoạt động ở 2048kbps sử dụng 3 đôi dây cho cùng khoảng cách

này Phiên bản mới nhất của HDSL là HDSL2 chỉ dùng mot đôi dây SDSL là giải

pháp cố gắng sử dụng một đôi dây cáp xoắn đôi dài dưới 3300m và có tốc độ

truyền ngang ngửa với HDSL SDSL cung cấp truyền tải 768kbps và vì HDSL2

thực hiện được tất cả các chức năng truyền tải của SDSL và còn tốt hơn nên về sau

SDSL sẽ bị thay thế bởi HDSL2

ý ADSL khắc phục nhược điểm cự ly thông tin ngắn của SDSL do truyền tải

song công đối xứng bằng cách thực hiện truyền song công bất đối xứng thích hợp

với các dịch vụ dải rộng ngày nay và đưa cự ly thông tin lên đến 6000m.VDSL là

thành viên mới nhất của họ xDSL với tốc độ truyền tải nhanh nhất và cự ly truyền

tải trên cáp đồng lên đến 1500m phục vụ chủ yếu cho ATM

2.1.2 Vòng thuê bao DSL

& Với công nghệ DSL đường dây cáp đồng xoắn đôi vẫn như cũ nhưng lắp thêm mot số thiết bị cho phép nhà cung cấp dịch vụ thực hiện dịch vụ thoại và dữ

liệu tốc độ cao Ở phía thuê bao thoại được phát qua tín hiệu điện thoại tương tự

vào vòng thuê bao cáp đồng Số liệu cũng được truyền tải trên cùng đường dây với thoại nhưng phải qua một bộ modem DSL phát số liệu qua tín hiệu số dung lượng

bao có thể nằm trước hoặc sau bộ tách tín hiệu có chức năng kiểm tra dịch vụ điện thoại thuần tuy (POTS: Plain Old Telephone Service) va kiểm tra tín hiệu số dung

Chương 2: CÔNG NGHỆ xDSL

lượng lớn để trợ giúp cài đặt dịch vụ, bảo dưỡng và sửa chữa Từ DSLAM, dữ liệu

số được đưa qua một bộ định tuyến (router) để chuyển đến mạng Internet

Integrated Access Device)

## Tại đây tín hiệu thoại được gói hoá (packetize) và tín hiệu thoại dạng gói cùng với dữ liệu được ghép lại và được truyền dưới dạng tín hiệu số dung lượng

lớn tần số cao đến tổng đài nội hạt (CO: Central Office)

© Ở tổng đài nội hạt tín hiệu được chuyển qua hệ thống quản lý đường dây

thuê bao và được tiếp nhận tại DSLAM Hệ thống quản lý vòng thuê bao có chức

năng kiém tra dich vu dién thoai thudn tuy (POTS: Plain Old Telephone Service)

và kiểm tra tín hiệu số dung lượng lớn để trợ giúp cài đặt dịch vụ, bảo dưỡng va sửa chữa Bộ DSLAM nhận biết và ghép tín hiệu từ nhiều đường dây thuê bao

khác nhau

# Từ DSLAM, dữ liệu gói được đưa qua một bộ định tuyến (router) để chuyển

đến mạng PSTN hay Internet Với mạng đường dây thuê bao số mới này đặc tính tín hiệu truyền giữa thuê bao và tổng đài khác với mạng tương tự dải hẹp rất

Chương 2: CÔNG NGHỆ xDSL

nhiều Tín hiệu được truyền ở tân số cao hơn và phổ tần số rộng hon Thong tin da

dịch vụ, thoại đa kênh, dữ liệu goi tín biệu số Để quản lý mạng này mot cách hiệu

quả nhà cung cấp dịch vụ cần phải có nhiều công cụ mới và nhiều chiến lược quản

lý mạng mới

2.1.3 Kỹ thuật DSL

> Mạng PSTN mạng thuê bao nội hạt của nó được thiết kế theo tiêu chuẩn giới

hạn truyền dẫn kênh thoại tương tự 3400Hz Ví dụ: điện thoại, MODEM quay số,

MODEM fax, đều được giới hạn truyền dẫn trên đường dây điện thoại với phổ tần

số từ 0 Hz đến 3400Hz Tốc độ thông tin cao nhất có thể đạt được trong phổ tần số

3400Hz là 35kbps và thực tế đã đạt được 33,6 kbps

> Vậy làm cách nào công nghệ DSL có thể đạt được tốc độ thông tin hàng triệu

bit mỗi giây trên cùng một môi trường truyền dẫn cáp đồng như vậy Câu trả lời

thật đơn giản: loại bỏ giới hạn 3400Hz! DSL cũng như TI và E1 trước đó sử dụng

tầm tần số rộng hơn kênh thoại Ứng dụng như vậy đồi hỏi truyền dẫn thông tin trên một tầm tần số rộng từ một đâu dây tới thiết bị thu ở đầu bên kia Có 3 vấn để

nảy sinh khi ta loại bỏ giới hạn 3400Hz và đột ngột tăng cao tốc độ thông tin trên

cáp đồng:

> _ - Suy hao (attenuation): là tiêu tán năng lượng của tín hiệu truyền dẫn trên

đường dây Việc đi dây trong nhà cũng góp phần làm suy hao tín hiệu

»> -_ Bridged tap: Các đoạn dây kéo dài không có kết thúc của vòng thuê bao

gây ra thêm mất mát một số tân số xung quanh giá trị tần số có một phần tư bước

sóng bằng độ dài đoạn kéo thêm - Xuyên kênh (crosstalk): xuyên kênh giữa hai đôi dây trong một bó cáp gay ra bởi năng lượng điện mang theo trong mỗi đôi dây

> Người ta thường so sánh truyễển dẫn tín hiệu điện với lái xe hơi Tốc độ xe

hơi càng nhanh càng tốn nhiễu nhiên liệu và càng mau phải đổ xăng Với tín hiệu điện truyền trên cáp đồng thì sử dụng tần số càng cao sẽ càng làm giảm cự ly

thông tin Điều này là do tín hiệu tần số cao truyền qua cáp kim loại suy hao nhanh hơn tín hiệu tần số thấp

> Một phương pháp để tối thiểu hoá suy hao là sử dụng dây trở kháng thấp Dây

cỡ lớn có trở kháng nhỏ hơn dây cỡ nhỏ nên làm suy hao tín hiệu ít hơn và tín hiệu

có thể truyền được đến khoảng cách lớn hơn Dĩ nhiên sử dụng dây cỡ lớn sẽ làm

Chương 2: CÔNG NGHỆ xDSL

tăng nhanh chi phí cho mạng cáp tính trung bình trên từng metre dây Vì vậy các

công ty khai thác điện thoại thiết kế mạng cáp sử dụng cỡ dây nhỏ nhất có thể được cho dịch vụ truyền tải

> Vào những năm đầu của thập kỷ 80 trong thế kỷ trước, các nhà cung cấp thiết

bị đã đầu tư phát triển hướng đến ISDN tốc độ cơ sở cung cấp 2 kênh B (Binary

channel) 64 kbps và một kênh D (Digital channel) dùng cho báo hiệu và truyền dữ

liệu

> Các bit đữ liệu nghiệp vụ thêm vào làm cho tốc độ đường truyền phải lên

đến 160 kbps Điểu chủ yếu để đường dây ISDN có thể kéo dài dến 6000 m là sử

dụng các vòng thuê bao cáp đồng không có cuộn phụ tải Tuy nhiên kỹ thuật mã AMI đòi hỏi phải truyền tải ở tốc độ nhỏ hơn 160 000 Hz

> _ Vào năm 1988 người ta tăng hiệu quả của mã AMI lên gấp đôi bằng cách sử

dụng truyền tải 2 bit thông tin trên mỗi chu kỳ tín hiệu hình sine hay baud Mã

đường dây này được gọi là mã 2 bit nhị phân một tín chữ số tứ phan (2B1Q: 2

Binary 1 Quaternary) Mã 2B1Q trên đường truyền BRI của ISDN sử dụng tầm tần

số từ 0 đến xấp xỉ 80 000Hz và đạt đến tầm liên lạc 6 000 m Năng lượng điện

được truyền trên cáp đồng là sóng đã được điều chế và nó phát xạ năng lượng qua

các vòng dây đồng lân cận trong cùng một bó cáp

V.22 Voice-grade raodem 1200 bHis đến Song công Thang tin số liệu dựa

V¥.34

SDL Integrated Digital 480 kbos® Song công” Dịch vu ISDN cho théng

Subscriber Line tin thoal va 36 liệu

KRDSL High data rate Digital 1,544 kbps* Bong cong Mạng cung cầp T1/E1,

Subscriber Line 2,048 kbhps ® Song công truy xuất VWAN, LAN, truy

Xuấi server SDSL Single-line Digital 1,544 kbps Song công Mhư HDSL nhưng hiếm

ADSL Asyrnmetric Digital 1,5 đến 8 Mbps Oownstream Trey xudi internet, video

Subscriber Line 18 dén 640 kops Upstream demand, interactive

multimedia, truy xuất

LAN từ xa

VDSIL”® Very high rate Digital 43 dén $2 Mops Down” Như ADSL nhưng thêm

Subscriber Line 1 5 đến 23 Mbos Up’ HOT

Nouén: ADSL Forum

ay 160 kbps dude chia lam 2 kénh B (B4 kbps) va mét kénn D (15 kbps) vA cde Di phục vụ ghép kênh

b} ong công có nghĩa là đữ liệu được truyền đồng Thời theo 2 chiều, c} Căn 2 đường đây cáp xoắn đôi

ad Cân 3 đường day cáp xoắn đôi

# Cén gol ia BOSL, VADSL hay ADSL VDSL

% Down 1& Down stream: td mang xuống đến người sử dụng còn Óp là Upstream: từ người sử dụng

Chương 2: CÔNG NGHỆ xDSL

> Sự ghép năng lượng điện từ này gọi là xuyên kênh (crosstalk) Trong mang

điện thoại các dây dẫn đồng cách điện được bó với nhau thành một chão cáp Các

hệ thống kế cận trong một chão cáp phát hoặc thu thông tin trong cùng một tầm

tần số có thể tạo ra nhiễu xuyên kênh đáng kể Đó là do tín hiệu xuyên kênh cảm

kháng kết hợp với tín hiệu truyền trên đường dây Kết quả là dạng sóng có hình

dáng khác xa với dạng sóng được truyền đi

> Xuyên kênh có thể phân thành 2 loại: - Xuyên kênh đầu gan (NEXT: Near

End Crosstalk) là đáng kể nhất do tín hiệu năng lượng lớn từ các mạch kế cận có

thể cảm ứng tạo ra xuyên kênh

tương đối mạnh lên tín hiệu nguyên thủy - Xuyên kênh đầu xa (FEXT: Far End

Crosstalk) thường nhỏ hơn nhiễu so với xuyên kênh đầu gần vì tín hiệu đầu xa bị

suy hao khi nó chạy trên vòng thuê bao.Xuyên kênh là yếu tố rất quan trọng trong việc thực hiện nhiều hệ thống

> Vi vậy,việc thực hiện hệ thống DSL thường được nói đến kèm theo sự hiện

diện của các hệ thống khác có khả năng tạo ra xuyên kênh Chẳng hạn, độ dài tối

đa của vòng thuê bao của một hệ thống DSL có thể được nói đến kèm theo sự hiện diện của 49 tác nhân gay nhiễu ISDN hay 24 tác nhân gây nhiễu HDSL nghĩa là DSL đang sử dụng nằm trong moat bó cáp 50 đôi có 49 đôi dây ISDN hoặc 24 mạch 4 dây HDSL Vì vậy, các tham số thực hiện sẽ còn có tác dụng trong một thời gian dài

Example of Near End Crosstalk (NEXT) Example of Far End Crosstalk (FEXT)

Hình 2.2 Mô hình khái niệm NEXT/FEXT

Phát và thu thông tin trên cùng một phổ tần số sẽ tự tạo ra nhiễu trong

chính một vòng thuê bao Nhiễu này khác với xuyên kênh vì dạng sóng ở phát đã được máy thu cùng đầu dây biết trước và có thể được loại trừ moat

cách hiệu quả từ tín hiệu thu đã bị suy hao Phương pháp loại trừ thành phần

sóng phát gọi là triệt tiếng dội (echo cancellation)