cấp phát bit trong kỹ thuật dmt cho hệ đường dẫn thuê bao số

Luận văn lhạc sỹ Cấp phát bit trong kỹ thuật DMT- Time Compression Multiplexing UADSL Universal ADSL Subscriber Line Thiết bị giao diện mạng Đầu cuối mạng Đơn vị mạng quang Điều chế mã x

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ

PHẠM X U Â N Lực

CẤP PHÁT BIT TRONG KỸ TH UẬT DM T

CHO HỆ ĐƯỜNG D Â Y THUÊ B A O s ố

Chuyên ngành : K ỹ thuậí vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc

Luận văn thọc sỹ 1 cấ p phát bit trong kỹ thuật DMT

MỤC LỤC

B ẢN G K Ỷ H IỆ U CÁC C H Ữ VIẾ T TẮT 3

M Ở Đ À U 7

Chương 1: TÔNG Q U AN VÈ CÔNG N G H Ệ TRU YỀ N D Ẫ N TRÊ N ĐƯỜNG D Â Y 9

1.1 Công nghệ truyền dẫn bằng modem băng tần thoại 9

1.2 Công nghệ truyền dẫn đường dây thuê bao s ố 12

1.3 Các loại đường dây thuê bao số 14

1.3.1 Các thể hệ trước của đường dây thuê bao số 15

1.3.2 Mạng sổ đa dịch vụ tích hợp tổc độ cơ bản 16

1.3.2.1 Nguồn gốc của ISDN tốc độ cơ b ản 16

1.3.2.2 Khả năng và ứng dụng của ISDN tốc độ cơ b ả n 17

1.3.2.3 Truyền dẫn ISDN tốc độ cơ b ản 17

1.3.2.4 ISDN tốc độ cơ bản mở rộng tầm phục v ụ 18

1.3.2.5 DAML, chuyển đổi kênh B / kênh thoại tương tự 19

1.3.2.6 IDSL 20

1.3.3 Đường dây thuê bao sổ tốc độ c a o 20

1.3.3.1 Nguồn gốc của HDSL 20

1.3.3.2 Khả năng và ứng dụng của HDSL 22

1.3.3.3 Truyền dẫn HDSL 24

1.3.3.4 HDSL thế hệ thứ h a i 26

1.3.4 Đường dây thuê bao số bẩt đối xứng 27

1.3.4.1 Mô hình tham chiếu và định nghĩa của A D SL 27

1.3.4.2 Nguồn gốc của ADSL 28

1.3.4.3 Khả năng và ứng dụng của ADSL 29

1.3.4.4 Truyền dẫn ADSL 30

1.3.4.5 Tương lai của ADSL 33

1.3.5 Đường dây thuê bao số tốc độ cực cao 37

1.3.5.1 Mô hình tham chiếu và định nghĩa của V D SL 37

1.3.5.2 Nguồn gốc của VDSL 38

1.3.5.3 Khả năng và ứng dụng của VDSL 38

Chương 2: H Ệ THÔNG TRU YỀN D Ẫ N ĐA K Ê N H VÀ D M T 39

2.1 Mô hình hệ thống truyền dẫn đa kênh 39

2.1.1 Truyền dẫn đa k ên h 39

2.1.2 Phân chia kênh truyền thông 41

2.1.3 Điều chế vectơ 43

2.2 Điều chế D M T 46

Chương 3: CÁC TH U ẬT TOÁN CẮP PH ÁT B I T 50

3.1 Tham số hệ thống truyền dẫn 50

3.1.1 Dự phòng thiết kế hệ thống 50

3.1.2 Dung năng kênh nhiễu Gauss, trắng, cộng tính 51

3.1.3 Dung năng đa kênh 52

3.2 Các thuật toán cấp phát b it 53

3.2.1 Khái niệm về cấp phát bit cho kênh truyền thông 53

3.2.2 Thuật toán đổ nước 56

3.2.2.1 Thuật toán đổ nước thích nghi tốc độ truyền dữ liệu (RA) 56

3.2.2.2 Thuật toán đổ nước thích nghi dự phòng (M A ) 58

3.2.3 Các thuật toán của Chow 59

3.2.4 Các thuật toán G reedy 61

3.2.4.1 Hiệu suất của dung năng 61

3.2.4.2 Thuật toán hiệu suất (EF) của Campello 62

3.2.4.3 Thuật toán E-Tightness (ET) của Cam pello 63

3.2.4.4 Thuật toán đối ngẫu B-Tightness (BT) của Campello 63

3.2.5 Tráo đổi b it 65

Cltương 4: K Ê T QUẢ M Ô PH Ỏ N G 67

K Ê T L U Ặ N 74

TÀ I L IỆ U TH AM KHẢO 76

PH Ụ LỤ C 78

Luận văn thạc s ỹ 2 c ấ p phát bit trong kỹ thuật DMT

Luận vởn thạc sỹ 3 c ố p phải bit trong kỹ Ihuậl D h íĩ

BÀNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIÉT TẤT

bằng bổn mức biên độ

bit thành một nhóm 3 kỷ hiệu tam phân (+, 0, -)

Subscriber Line

Đường dây thuê bao số bất đối xứng

the Central Office

Đơn vị truyền dẫn ADSL phía tổng đài trung tâm

the Remote Side

Đom vị truyền dẫn ADSL phía khách hàng

Noise

Nhiễu phân bố Gauss, trắng, cộng tính

Luận văn thạc sỹ 4 Cấp phát bit trong kỹ thuật DMT

International Telegraph and Telephone

ủ y ban tư vấn về điện thoại và điện báo quốc tế

Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu

Multiplexing

Hợp kênh phân chia theo tần số

/ã J Q Luận văn thạc sỹ 5 c ấ p phát bit trong kỹ thuật DMĨ'

G992.1

Khuyến nạhị toàn tốc G.992.1 của ITƯ ve ADSL

rate Digital Subscriber Line

Đường dây thuê bao sổ tốc độ cao thế hệ thứ 2

Transform

Phép biến đổi ngược của phép biến đổi Fourier rời rạc

Liên minh viễn thông quốc tế

Luận văn lhạc sỹ Cấp phát bit trong kỹ thuật DMT

- Time Compression Multiplexing

UADSL Universal ADSL

Subscriber Line

Thiết bị giao diện mạng Đầu cuối mạng

Đơn vị mạng quang Điều chế mã xung Dịch vụ thoại truyền thống Khóa dịch pha

Mạng thoại chuyển mạch công cộng

Điều chế biên độ cầu phương

Thích nghi tốc độĐườnẹ dây thuê bao số thích nghi toc độ

Đường dây thuê bao sổ đổi xứng (hay DSL một cặp dây)

Tỷ sổ công suất tín hiệu trên nhiễu

Điều chế mã lưới Hợp kênh nén thời gian

ADSL toàn cầuNhóm làm việc ADSL toàn cầuĐường dây thuê bao số tốc độ cực cao

Các kiểu đường dây thuê bao số

Công nghệ đường dây thuê bao số DSL cho phép truyền thông tin số với tốc độ cao trên các đường dây thuê bao điện thoại thông thường Các đường dây điện thoại, đã có từ thời Alexander Graham Bell phát minh ra điện thoại vào năm 1875, bây giờ có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ hàng triệu bit trong một giây Điều này được thực hiện thông qua các công nghệ truyền dẫn

số phức tạp, các công nghệ này sẽ bù cho những mất mát, suy hao thông thường của đường điện thoại Các công nghệ truyền dẫn số sử dụng các thuật toán phức tạp, hiện nay đã được áp dụng trong thực tế, nhờ vào sự phát triển khả năng xử lý mạnh mẽ cùa các bộ xử lý tín hiệu sổ dựa trên các mạch điện

tử tích hợp mức độ cao

DSL sử dụng công nghệ truyền dẫn đa kênh, chia toàn bộ dải thông truyền dẫn thành các kênh truyền con độc lập nhau Các kênh truyền con này được cấp phát số lượng bit thích hợp tùy theo tiêu chí cung cấp dịch vụ, là thích nghi tốc độ truyền (RA) hay thích nghi dự phòng (MA), và giá trị SNR của từng kênh con Luận văn này đề cập tới vấn đề cấp phát bit cho các kênh truyền con theo hai tiêu chí cung cấp dịch vụ là thích nghi tốc độ truyền và thích nghi dự phòng Những thuật toán thực hiện việc cấp phát bit được trình bày và mô phỏng bao gồm thuật toán đổ nước, thuật toán của Chow và thuật toán của Campello

Nội dung trình bày trong luận văn như sau:

■ Chương 1: Trình bày tổng quan về các công nghệ truyền dẫn trên đường dây bao gồm công nghệ truyền đẫn dùng modem băng tần thoại, công nghệ truyền dẫn đường dây thuê bao số Giới thiệu các loại DSL hiện đang sử dụng trong truyền thông

Luận văn thạc sỹ _ 7 cấ p phát bit trong kỹ thuật DMT

■ Chưomg 2: Trình bày về hệ thống truyền dẫn đa kênh bao gồm nguyên lý, cơ sở phân chia kênh truyền thông Giới thiệu về kỹ thuật điều chế vectơ và đặc biệt là kỹ thuật DMT.

■ Chương 3: Trình bày về các thuật toán cấp phát bit cho các kênh truyền con của hệ thống truyền thông đa kênh theo các tiêu chí hệ thống là RA và MA Các thuật toán đó là thuật toán đổ nước, thuật toán của Chow và thuật toán của Campello

■ Chương 4: Trình bày kết quả mô phỏng hệ thống truyền thông đa kênh dùng kỹ thuật DMT, theo các thuật toán đã trình bày trong chương 3

■ Kết luận: Tóm tắt kết quả đạt được của luận văn và đề xuất hướng nghiên cứu trong thời gian tới

■ Phụ lục: Giới thiệu chương trình nguồn mô phỏng hệ thống truyền thông đa kênh dùng kỹ thuật DMT, được viết bằng Matlab 6.0.Trong thời gian thực hiện luận văn này, tôi đã được sự hồ trợ, khuyến khích và động viên của rất nhiều người, đó là gia đỉnh tôi, các thày cô, bạn học và đồng nghiệp Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết om sâu sắc đối với thầy PGS TS Nguyễn Viết Kính, người đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành bản luận văn này Thầy cũng là người có nhiều ý kiến chân thành và quý báu trong quá trình tiếp cận và giải quyết vẩn đề Gia đình tôi, bố mẹ và các anh chị, đã luôn khuyến khích, động viên và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành tốt khóa học và luận văn này Tôi xin dành tặng luận văn này cho gia đình thân yêu của tôi Nhân đây, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn các thầy cô tại Khoa Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội, những người đã trang bị cho tôi kiến thức trong suốt bốn năm học Đại học và hai năm học Cao học Và tôi cũng xin gửi lời cảm om tới các bạn học và đồng nghiệp, đã khuyến khích, động viên và giúp đỡ tôi rất nhiều để tôi cỏ thể hoàn thành tốt công việc

^ Luận văn thạc sỹ 8 c ấ p phát bit trong kỹ thuật DMT

Í ^ A Luận văn (hạc sỹ Cấp phát bit trong kỹ thuật DMT

Chương 1: TỔNG QUAN VÈ CÔNG NGHỆ TRUYÈN DẢN

TRÊN ĐƯỜNG DÂY

1.1 Công nghệ truyền dẫn bằng modem bảng tần thoại

Các modem băng tần thoại được giới thiệu vào cuối những năm 1950 với chức năng gửi dữ liệu qua mạng điện thoại công cộng, xem hình l I Dữ liệu truyền qua mạng điện thoại công cộng phải được điều chế do mạng điện thoại PSTN chỉ truyền các tín hiệu nằm trong dải tần số từ 200 Hz đến 3400 Hz Dữ liệu chưa điều chế đòi hỏi các tần số truyền dẫn gần 0 Hz Modem biến đổi các đặc tính tân sô của dữ liệu vào tín hiệu tiêng nói để có thể truyền qua được PSTN Vì the, dữ liệu điều chế sẽ xuất hiện dưới dạng một cuộc gọi thoại thông thường đối với PSTN [15,4,17]

Người dùng A Phạm vi của đường truyền dẫn modem bảng tẳn thoại Người đùng B

Hình 1.1: Mô hình tham chiếu modem băng tần thoại

Một trong những modem đầu tiên, modem AT&T Bell 103, thực hiện truyền dẫn song công, không đồng bộ, tốc độ 300 b/s, sử dụng điều chế FSK Modem CCITT V.21 tương tự nhưng không tương thích với modem Bell 103 Vài năm sau đó, các modem Bell 202 ra đời, tăng tổc độ truyền dữ liệu lên

1200 b/s, sử dụng truyền dẫn FSK bán song công Vào cuối năm 1973, giới thiệu modem VA3400, modem 1200 b/s song công đầu tiên, sử dụng điều chế PSK Vài năm sau, modem Bell 212 và sau đó là CCITT V.22 cho phép truyền dẫn song công tốc độ 1200 b/s, sử dụng điều ché PSK Vào năm 1981, modem V.2-2 bis cho phép truyền song công tốc độ 2400 b/s V.32 giới thiệu

mã lưới và thực hiện một bước tiến táo bạo về truyền dẫn thông tin có triệt

tiếng vọng trong cả hai hướng, sử dụng trong cùng dải tần số Các modem thể

hệ trước V.32 sử dụng hai băng tần khác nhau cho hướng xuống và hướng lên (thực hiện phân kênh theo tần sổ - FDM) V.32 cho phép truyền dẫn song công tôc độ 9600 b/s Chuẩn V.34 tiếp theo, nhờ sử dụng các kỹ thuật tối ưu băng thông, sắp xếp chòm sao và tiền mã hóa phụ thuộc kênh truyền, cho phép truyền song công tốc độ lên tới 28,8 Kb/s Vào năm 1995, các modem tốc độ 33,6 Kb/s đã xuất hiện trên thị trường Các modem V.34 tận dụng được băng thông tới 3,6 KHz, nhiêu hơn băng tần sử dụng trong điện thoại truyền thống (băng thông 3,4 KHz) một ít Tuy nhiên, modem V.34 có thể dùng ít băng thông hơn nhờ giảm tốc độ truyền dữ liệu xuống Bằng việc truyền tốc

độ 33,6 Kb/s trên băng thông 3,6 KHz, các modem V.34 đạt hiệu suất phổ gần

10 b/s đối với mỗi Hz, một kỳ công hiếm cỏ, tiệm cận tới giới hạn lý thuyết của truyền dẫn dữ liệu băng tần thoại Vào cuối năm 1996, các modem PCM tôc độ 56 Kb/s xuất hiện, những modem này được chuẩn hóa trong khuyến nghị ITU V.90 vào năm 1998 Các modem PCM (sử dụng điều chế mã xung)

là bất đổi xứng khi hồ trợ tốc độ lên tới 56 Kb/s cho hướng xuống (truyền tin

về phía khách hàng) và tốc độ lên tới 33,6 Kb/s cho hướng lên (truyền tin từ khách hàng) Trong thực tế, hiếm khi các modem PCM đạt được tốc độ truyền dẫn trên 50 Kb/s do giới hạn về công suất truyền, các chuyển đổi trung gian

và suy hao đường gây ra do các cuộn tải

Kiến trúc mạng modem PCM dựa trên cơ sở mạng PSTN của các thế hệ modem băng tần thoại trước đó Modem PCM kết nổi qua mạng PSTN như

modem PCM nằm giữa DSL và các modem băng tần thoại truyền thống Modem PCM tận dụng tới 4 KHz băng thông

Hạn chế căn bản của các modem băng tần thoại chính là ở các bộ mã hóa / giải mã hóa tiếng nói (CODEC) được đặt tại các chuyển mạch thoại nội hạt Luận văn thạc sỹ _ 10 c ấ p p hát bit trong kỹ thuật DMT

hoặc đầu cuối DLC Bộ CODEC chuyển các tín hiệu tương tự trên đường điện thoại sang dạng biểu diễn số tốc độ 64 Kb/s, sử dụng điều chế mã xung Tín hiệu của các modem băng tần thoại truyền trong cuộc gọi thoại PSTN không được vượt quá tốc độ bit 64 Kb/s.

Trong khuyến nghị ITU V.70 và V.61, các modem băng tần thoại có thể

hỗ trợ đồng thời dữ liệu và thoại đã số hóa trên một cuộc gọi PSTN V.70, sử dụng điều chế V.34 và mã hóa tiếng nói trong phụ chương G.729 A, có thể truyền đồng thời tiếng nói mã hóa tốc độ 8 Kb/s và dữ liệu tốc độ 20 Kb/s sử dụng chỉ một cuộc gọi PSTN Nhờ phụ chương G.729 A cung cấp khả năng phát hiện các khoảng lặng nên có thể truyền tốc độ dữ liệu cao hơn trong các khoảng lặng

Các kỹ thuật nén dữ liệu, được xác định rõ trong khuyến nghị V.42, có thể đạt được tốc độ truyền dữ liệu hiệu dụng cao hơn hai lần tốc độ modem được nêu ờ trên Tuy nhiên, dữ liệu có độ ngẫu nhiên cao (ví dụ trong các file nhị phân hoặc video số hóa) làm mất đi phần nào lợi ích đem lại của việc nén

dữ liệu Việc nén dữ liệu cũng có thể áp dụng cho DSL và được thực hiện trên thông tin đã sổ hóa, trước khi đưa tới bộ truyền nhận DSL Do việc nén dữ liệu, ảnh hưởng của lỗi bit truyền dẫn có thể tăng thêm nhiều

Ưu điểm nổi bật của các modem chính là sự phổ biến khắp nơi của chúng Một modem có thể nổi tới bất cứ đường điện thoại nào và ngay lập tức gọi được cho bất cứ modem nào khác trong hàng triệu modem đang được gắn với đường điện thoại trên thế giới Các modem có giá thấp hơn và dễ dàng cài đặt hơn so với các thiết bị DSL Tuy nhiên, nhu cầu về tốc độ truyền dữ liệu của các ứng dụng đã vượt quá khả năng đáp ứng được của các modem băng tần thoại Một hạn chế khác của các modem là các cuộc gọi sẽ bị chặn khi tổng đài nội hạt quá tải, không có khả năng kết nối tới nhiều điểm đồng thời

và tỷ lệ lỗi bit cao Những hạn chế này đã được khắc phục trong DSL

Luận văn thạc sỹ 12 c ấ p phát hit trong kỹ thuật DMT

1.2 Công nghệ truyền dẫn đường dây thuê bao số

Thuật ngữ DSL đề cập tới tất cả các kiểu công nghệ đường dây thuê bao

số, bao gồm ADSL, HDSL, ISDN tốc độ cơ bản, VDSL và IDSL Thuật ngữ xDSL cũng được sử dụng trong ngành công nghệ khi đề cập tới các kiểu DSL.Công nghệ DSL đã đưa vào một sự thay đổi mói mẻ vào lợi ích của các đường dây điện thoại Các đường dây điện thoại, ban đầu đã được xây dựng chỉ để mang một tín hiệu thoại đơn với một kênh băng thông 3,4 KHz, bây giờ có thể truyền gàn 100 tín hiệu thoại đã nén, hoặc tín hiệu video cỏ chất lượng tương đương như truyền hình Việc truyền dẫn tín hiệu sổ tốc độ cao trên đường dây điện thoại đòi hỏi khả năng xử lý tín hiệu tiên tiến để khắc phục được mẩt mát khi truyền dẫn gây ra do suy hao tín hiệu, nhiễu xuyên âm

từ tín hiệu hiện có trên dây khác trong cùng một cáp, phản xạ tín hiệu, can nhiễu tần sổ vô tuyến và nhiễu xung

Cơ sở hạ tầng dùng cặp dây xoắn được nối tới mọi nhà và mọi địa điểm trên toàn thế giới, nhưng DSL cũng có những hạn chế Khoảng 15% các đường dây điện thoại trên toàn thế giới sẽ phải thay thế để có thể cho phép vận hành DSL tốc độ cao [15]

Vĩ W - * A I Phạm vi của DSL "A"

Người dung A L Phạm vi của DSL "B" Ngưòi đùng B

Hình 1.2 : Mô hình tham chiểu DSL

Điểm khác nhau căn bản giữa các modem băng tần thoại và DSL đó là các modem băng tần thoại vận hành qua một kết nối giữa hai đâu cuôi của PSTN, trong khi đó, DSL vận hành qua mạch vòng nội hạt, xem hình 1.1 và

Đường truyền dẫn của modem băng tần thoại cỏ thể bao gồm mạch vòng nội hạt dùng cho người dùng A, tổng đài nội hạt, một đường trung kế có thể kéo dài tới hàng nghỉn kilômét, một tổng đài nội hạt khác - phục vụ cho khách hàng khác, và cuối cùng là mạch vòng nội hạt dùng cho người dùng B Trái lại, đường truyền dẫn DSL chỉ bao gồm mạch vòng nội hạt từ vị trí người dùng đến tổng đài nội hạt gần nhất.

Một khác biệt quan trọng nữa giữa modem băng tần thoại và DSL đó là DSL giữ thông tin trong miền số tại mọi vị trí trên đường truyền từ một đàu cuối của người dùng đến một đầu cuối của người dùng khác Trái lại, modem băng tần thoại gửi thông tin qua mạng PSTN dưới dạng biểu diễn tương tự cho các thông tin số của người dùng Với DSL tín hiệu được phát lại dưới dạng số tại mỗi bước xuyên qua mạng công cộng, nhờ đó, những hư hỏng tương tự không bị tích lũy sau mồi bước Mặc dù, thông tin truyền qua mạng bao gồm nhiều phần tử, việc truyền dẫn DSL chỉ càn xác định phần mạch vòng nội hạt

Đường trung kế kết nổi trực tiếp giữa các tổng đài hoặc kết nối thông qua các tổng đài chuyển tiếp trung gian Các đường trung kế thường là các hệ thống truyền dẫn cáp quang sổ tốc độ cao, phục vụ truyền thông tin từ nhiều khách hàng

Đối với những khách hàng phục vụ qua hệ thống DLC, hoặc các hệ thống đầu cuối từ xa khác, DSL mở rộng từ vị trí của khách hàng tới vị trí của DLC DLC và các thể hệ DLC tiếp theo được sử dụng để phục vụ những khách hàng ở quá xa để có thể cung cấp dịch vụ một cách kinh tế thông qua mạch vòng dùng cáp đồng kết nối trực tiếp vào tổng đài nội hạt Các hệ thông DLC ghép kênh từ 20 tới 2000 khách hàng vào một đường trung kế tới tổng đài trung tâm Thông thường, các trung kế DLC dùng cáp quang, trong một vài trường hợp các hệ thống DLC nhỏ sẽ sử dụng HDSL hoặc đường T I

DSL bao gồm một đường cáp đồng trực tiếp từ vị trí khách hàng tới vị trí của thiết bị mạng chủ động gần nhất Có một ngoại lệ là các bộ lặp trung gian, thiết bị này nhàm mở rộng khoảng cách phục vụ của DSL nhờ đặt vào chính giữa mạch vòng nội hạt một bộ phát lặp Bộ phát lặp DSL được cấp nguồn từ

bộ nguồn một chiều của tổng đài trung tâm trên cùng cáp đồng đã dùng để truyền dữ liệu Các bộ lặp DSL trung gian thường được đặt trong hộp thiết bị không thấm nước, mỗi hộp này chứa từ 4 tới 20 bộ lặp Giá thành của các bộ lặp DSL khá nhỏ khi so với giá của các hộp thiết bị và nhân công để kết nối.Modem băng tần thoại được thiết kể để vận hành được trên những hạn chế kết hợp của mạch vòng nội hạt tại cả hai đầu cuối mạng và của tổng đài nội hạt Tổng đài nội hạt thường chứa các bộ mã hóa / giải mã PCM, thiết bị này chuyển đổi các tín hiệu tương tự trên mạch vòng nội hạt thành tín hiệu số tốc độ 64 Kb/s (gọi là DSO) để chuyển qua các đường trung kế Đường truyền dẫn này được định rõ để cung cấp dải tần sổ từ 200 Hz tới 3,4 KHz DSL được thiết kế để chi hoạt động trên những hạn chế của chỉ một mạch vòng nội hạt Các mạch vòng thuê bao tiêu biểu có băng tần vài trăm KHz Vì thế, hiệu năng tiềm tàng của DSL có thể vượt các modem gấp 100 lần hoặc hơn nữa Tuy nhiên, các modem vẫn có một ưu điểm quan trọng là các thiết bị này có thể vận hành trên bất cứ một kết nối điện thoại nào tới bất cứ đâu trên thế giới Ngoài ra, DSL cũng vay mượn rất nhiều các công nghệ truyền dẫn đã được ứng dụng cho modem băng tần thoại

1.3 Các loại đường dây thuê bao số

Khi năng lực xử lý của các bộ xử lý tín hiệu số tăng lên thì tổc độ bit cùa DSL cũng tăng theo Công nghệ DSL ban đầu có tốc độ 144 Kb/s của ISDN tốc độ cơ bản, sau đó tăng lên 1,5 Mb/s và 2 Mb/s của phiên bản HDSL, rôi đến 7 Mb/s của ADSL và bây giờ là 52 Mb/s đổi với VDSL [15,4,17]

1.3.1 Các thế hệ trước của đường dây thuê bao sổ

Có thể coi các đường trung kế T l, E1 và DDS là các DSL đầu tiên Mặc

đù, các hệ thống truyền dẫn dùng TI (có tốc độ l,544Mb/s, dùng mã AMI, chi được sử dụng ờ Bắc Mỹ) và El (có tốc độ 2,048 Mb/s, dùng mã HDB3) ban đầu được dùng làm đường trung kế giữa các tổng đài trung tâm, nhung sau đó chúng đã cho thấy ích lợi khi dùng làm các đường kết nối tốc độ cao từ tổng đài trung tâm đến các vị trí của khách hàng TI được AT&T sử dụng lần đầu tiên vào năm 1962 Ngày nay, các đường trung kế kết nối giữa các tổng đài trung tâm hoàn toàn dựa trên cáp quang và viba Các đường T l/E l hiện nay không còn được sử dụng đúng như chức năng ban đầu cùa chúng Mặc dù vẫn được sử dụng làm các đường thuê bao nhưng chúng có những hạn chế Chúng

có giá thành đắt và mất nhiều thời gian để cài đặt và thường được tách riêng thành nhóm các bó dây khác biệt so với các hệ thống truyền dẫn khác Nhằm làm giảm xuyên âm đầu gần giữa hai hướng truyền, người ta sử dụng một bó cáp chỉ mang các cặp cáp TI đi ra và một bó cáp khác chỉ mang các cặp cáp

TI đi vào Các đường TI được thiết kể với suy hao đường tối đa là 15 dB với chiều dài cáp từ 600 đến 1000 mét tại tần số 772 KHz trên cung đoạn từ tổng đài trung tâm đến bộ lặp đàu tiên, trên cung đoạn giữa các bộ lặp có suy hao tối đa tới 36 dB (khoảng cách từ 1000 đến 2000 mét), còn trên cung đoạn từ

bộ lặp cuối cùng tới thiết bị của khách hàng thì suy hao tối đa là 22,5 dB Trên đường TI đòi hỏi phải không có các đầu nổi và cuộn tải Với các khoảng cách xa, người ta sử dụng các bộ lặp

Mã đường AMI, được sử dụng cho truyền dẫn trên các đường T l, rất đơn giản khi thực hiện nhung không còn hiệu quả với các chuẩn ngày nay AMI gửi một bit trên một ký hiệu Việc truyền dẫn trên đường TI sử dụng công suất tín hiệu truyền cao, mà điều này dẫn đến mức xuyên âm cao trong dải tần số 100 KHz đến 2 MHz Các đường DSL khác có sử dụng cùng dải

tần số có thể bị ảnh hường nếu được đặt cùng một bó cáp với đường T l Trong một số trường hợp đặc biệt, xuyên âm gây ra do đường TI có thể ảnh hường đển cả các đường dây đặt trong bó cáp khác.

1.3.2.ỉ Nguồn gốc của ISDN tốc độ cơ bản

Chúng ta xem ISDN tốc độ cơ bản là thành viên đầu tiên trong gia đình DSL [15] ISDN đã được hình thành bắt đầu từ năm 1976 và đã được định hình rõ ràng trong các Khuyến nghị cùa tổ chức CCITT (nay được gọi là ITU) Tham vọng của những người phát triển là mong đợi ISDN sẽ trở thành một mạng đồng nhất trên toàn thế giới phục vụ cho cả truyền thông dữ liệu và điện thoại Sự phát triển trong truyền dẫn ISDN bao gồm chuyển mạch, báo hiệu và hệ thống vận hành Nồ lực để phát triển ISDN đã trải qua hàng thập

kỷ với sự đóng góp công sức của hàng nghìn người đến từ hàng trăm công ty khác nhau tại hơn 20 quốc gia trên toàn thế giới ISDN đã tập trung vào phục

vụ các dịch vụ thoại và dịch vụ dữ liệu dùng chuyển mạch gói tốc độ thấp Và chính sự tập trung vào các dịch vụ này lại là điểm yếu chính cùa ISDN Các mạng ISDN khó phù hợp cho dịch vụ chuyển mạch gói tốc độ cao và các phiên hoạt động có thời gian dài, đặc tính khi truy nhập internet Tuy nhiên, cũng có hàng triệu khách hàng hài lòng về ISDN

Dịch vụ ISDN được thử nghiệm đầu tiên vào năm 1985 Dịch vụ ISDN đầu tiên được cung cấp tại Bắc Mỹ là cùa AT&T - Illinois Bell (bây giờ được gọi là Ameritech) tại Oakbrock, bang Illinois vào năm 1986 Các hệ thống thử nghiệm đầu tiên sử dụng giao diện tốc độ cơ bản (BRI) ứng dụng công nghệ truyền dẫn TCM (ping-pong) hoặc dùng mã đảo dấu luân phiên Mặc dù, các

hệ thống này rất đơn giản khi thực hiện, nhưng truyền dẫn 2B1Q đã được chọn là chuẩn công nghệ truyền dẫn cho gần như toàn bộ thế giới Chỉ có Liên

f í > \ Luận văn thạc sỹ 17 Cấp phát bit trong kỹ thuật DMT

bang Đức và Ảo là sử dụng truyền dẫn 4B3T và Nhật Bản sử dụng phương pháp truyền dẫn AMI ping-pong Khoảng cách tối đa của các mạch vòng trong các hệ thống sử dụng truyền dẫn 2B1Q và 4B3T lớn hơn so với các hệ thống theo các chuẩn ra đời trước

1.3.2.2 Khả năng và ứng dụng của ISDN tốc độ cơ bản

Các đường BRI có thể truyền thông tin số đối xứng với tốc độ 160 Kb/s trên các mạch vòng có khoảng cách tối đa lên tới 5,5 km hoặc suy hao tối đa

là 42 dB tại tần số 40 KHz Các đường BRI gồm hai kênh B tốc độ 64 Kb/s, một kênh D tốc độ 16 Kb/s và 16 Kb/s dùng để truyền thông tin định khung

và điều khiển đường Các kênh B có thể được chuyển mạch kênh hoặc chuyển mạch gói Kênh D mang thông tin báo hiệu và các gói dữ liệu người dùng Một kênh hoạt động theo kiểu nhúng (eoc) và các bit chỉ báo được chứa trong

8 Kb/s mào đầu Kênh eoc chuyển các bản tin phục vụ cho chuẩn đoán đường truyền và các bộ thu phát Các bit chỉ báo nhận biết các lỗi khối dữ liệu, thực hiện đo hiệu năng truyền dẫn

1.3.2.3 Truyền dẫn ISDN tốc độ cơ bản

BRI điều chế dữ liệu sử dụng một xung bốn mức để đại diện cho hai bit nhị phân, vì thế được gọi là 2B1Q Dữ liệu được gửi theo cả hai hướng đồng thời bằng cách sử dụng truyền dẫn lai có khử tiếng vọng (ECH) Kỹ thuật truyền dẫn băng gốc 2B1T đơn giản gửi dữ liệu với tốc độ 160 Kb/s sử dụng băng thông rộng 80 KHz, hiệu suất phổ là 2 b/s đối với mỗi Hz Việc làm bằng thích nghi sẽ tự động bổ sung cho suy hao xảy ra trên cả dải truyền dẫn BRI có thể làm việc trên các mạch có các đầu nối, cho phép suy hao tổng cộng thấp hơn 42 dB ở tần số 40 KHz Các mạch vòng phải không có tải

1.3.2.4 ISDN tốc độ cơ bản mở rộng tầm phục vụ

Các mạch vòng có thể đạt khoảng cách tới 5,5 km từ tổng đài trung tâm, nhờ sử dụng các phương pháp thay thế: BRITE, bộ lặp trung gian và BRI mờ rộng

> BRITE

Mờ rộng truyền dẫn ISDN tốc độ cơ bản (BRITE) sử dụng nhiều nhánh kênh số và các bộ DLC là phương tiện để mở rộng ISDN đến các khu vực được phục vụ bằng những nhánh kênh số trên Các đơn vị kênh ISDN đặc biệt

sử dụng ba đường DSO trong nhánh kênh để truyền BRI Do các đơn vị kênh

bổ sung thêm đã làm cho cấu hỉnh BRITE có giá thành đường kênh tương đối cao Tuy nhiên, khi sử dụng thiết bị SLC hoặc nhánh kênh có sẵn, thì giá thành để triển khai hệ thống thấp của BRITE là lý tưởng để phục vụ cho một

số lượng đường truyền rất nhỏ tại một vùng xa tổng đài

> Bộ lặp trung gian

Kích thước của mạch vòng có thể tăng gần gấp đôi khi đặt một bộ lặp vào giữa vòng Khi bộ lặp là kết hợp của NT và LT, mạch vòng được chia thành cặp DSL nổi tiếp nhau Từng vòng có thể chịu suy hao tới 40 dB tại tần

sổ 40 KHz, tương ứng với khoảng cách tổng cộng của cả hai vòng lên xấp xỉ

vòng thi kích thước của vòng có bộ lặp đạt được có thể hơi nhỏ hơn hai lần kích thước của vòng không có bộ lặp Các cuộn tải phải được loại bỏ khỏi vòng để BRI hoạt động, có thể có hoặc không có các bộ lặp Nguyên nhân là khi có cuộn tải trên mạch vòng, dải tần số nằm bên trên băng tàn thoại chịu suy hao rất lớn, gây ảnh hưởng mạnh đén vùng băng tần cao của ISDN cũng như các DSL khác

Các bộ lặp trung gian được cấp nguồn một chiều (khoảng -130V DC), từ mạch cấp nguồn của tổng đài trung tâm Đổi với các khoảng cách xa hơn,

Luận văn thọc sỹ 18 c ấ p phát bit trong kỹ thuật DMĨ'

người ta sử dụng một bộ lặp thứ hai c ấ u hình hai bộ lặp ít được sử dụng do tính phức tạp trong việc cấp nguồn và quản trị.

Cấu hình có bộ lặp và BRITE có trễ truyền tín hiệu (trễ 2,5 ms một chiều) gấp hai lần so với cấu hình DSL trực tiếp (trễ 1,25 ms)

> BRI mở rộng

Các kỹ thuật truyền dẫn có nhiều tiến bộ kể từ khi ra đời chuẩn BRI (ANSI T1.601) Các kỹ thuật này, như mã lưới, cho phép truyền tốc độ tới 160Kb/s trên mạch kích thước tới 8,5 Km mà không cần sử dụng bộ lặp trung gian Nhằm đảm bảo tính tương thích ngược, các hệ thống BRI mờ rộng đưa giao diện chuẩn ANSI T 1.601 với LT tại chuyển mạch tổng đài trung tâm và thiết bị NT1 của khách hàng Thông thường, một khối chuyển đổi được đặt trong khoang thiết bị hỗn hợp trong tổng đài trung tâm, và khối chuyển đổi còn lại được đặt trong một thiết bị kèm theo đặt tại phía khách hàng Tuy nhiên, việc đặt khối chuyển đổi xa tại một địa điểm trung gian có thể mở rộng thêm kích thước vòng Kết quả là kích thước vòng có thể lên tới gần 12,9 Km (4,4 + 8,5 Km) Hom nữa, bộ chuyển đổi phía mạng cũng có thể đặt ở xa nếu nguồn cung cấp cỏ sẵn tại vị trí đó

1.3.2.5 DAML, chuyển đổi kênh B / kênh thoại tương tự

Các bộ truyền nhận BRI cũng được sử dụng cho các ứng dụng không phải của ISDN, đáng chú ý nhất là DAML Các hệ thống DAML cho phép một mạch vòng mang hai kênh điện thoại Các bộ CODEC tại mỗi đầu của hệ thống DAML sẽ thực hiện chuyển đổi một kênh B của BRI tốc độ 64 Kb/s sang giao diện kênh thoại tương tự Vì thể, giao diện kênh thoại truyền thống được cung cấp cho tổng đài trung tâm và điện thoại của khách hàng Các hệ thống DAML được sử dụng để cung cấp dịch vụ điện thoại bổ sung tới các vị trí nằm trong vùng có một vài cặp dây dự phòng giữa tổng đài trung tâm và

f ± L \ Luận văn thọc sỹ 19 cấ p phát bu trong kỹ thuật DMT

các khách hàng Khối DAML ở phía khách hàng thường được cấp nguồn từ

bộ cấp nguồn của tổng đài thông qua mạch vòng Các hệ thống DAML sử dụng công nghệ BRI có kích thước vòng tối đa là 5,5 Km Các hệ thống DAML dựa trên HDSL có thể truyền nhiều hơn hai kênh thoại trên chỉ một cặp dây

1.3.2.6 IDSL

Một ứng dụng không phải ISDN khác của bộ truyền nhận BRI là IDSL (ISDN DSL) Các kênh đổi xứng BRI (kênh tốc độ 128 Kb/s hoặc 144 Kb/s) được ghép lại thành một kênh để truyền dữ liệu gói giữa bộ định tuyến và máy tính của khách hàng Phần lớn các dạng của IDSL đều làm việc được với

NT ISDN thông thường ờ phía khách hàng Vì thế, với IDSL, tổng đài nội hạt ISDN được thay thế bằng bộ định tuyến dữ liệu gói c ấ u hỉnh này được sử dụng để truy nhập internet

1.3.3 Đường dây thuê bao số tốc độ cao

1.3.3.1 Nguồn gốc của HDSL

Khái niệm ban đầu về định nghĩa của HDSL xuất hiện vào cuối năm

1986 tại phòng thí nghiệm Bell cùa AT&T và Bellcore [15,4,17] Các thiết kế của bộ truyền nhận HDSL đã mở rộng về quy mô của các thiết kế ISDN tốc

độ cơ bản Các hệ thống HDSL được tạo trong phòng thí nghiệm đã xuất hiện vào năm 1989 Hệ thống HDSL đầu tiên được đưa vào cung cấp dịch vụ vào năm 1992, cùa Bell Canada, sử dụng các thiết bị do Tellabs Operations Inc, ở Lisie, bang Illinois sản xuất Gần đây, mọi công ty điện thoại lớn trên thế giới đều sử dụng HDSL Năm 1997, có khoảng 450.000 đường HDSL đang cung cấp dịch vụ trên toàn thể giới, với xấp xỉ 350.000 đường nằm tại Bắc Mỹ Việc hiển khai HDSL tăng hơn 150.000 đường mỗi năm Vào tháng 10 năm

1998, ITU phê chuẩn Khuyến nghị G.991.1 [5] cho thế hệ HDSL đầu tiên

Khuyến nghị này dựa rất sát vào Đặc điểm kỹ thuật do ETSI đưa ra mang ký hiệu TM-03036 ITƯ đã bắt đầu làm việc với các khuyến nghị HDSL thế hệ thứ hai (HDSL2) và khuyến nghị này được gọi là G.991.2.

Nhu cau về HDSL trở nên rõ ràng khi các hệ thống truyền dẫn sử dụng đường TI và E1 không còn được sử dụng làm các đường trung kế nối giữa các tông đài và thấy sự tăng trưởng nhanh chóng của các đường dùng riêng từ tổng đài trung tâm tới khách hàng Các hệ thống truyền dẫn E1 và TI vận hành trên các đường dây thoại hiện có, nhưng với giá thành rất lớn do công nghệ, điều kiện mạch vòng đặc biệt (phải loại bỏ các đầu nối và cuộn tải trên mạch) và việc ghép nổi các hộp thiết bị để giữ các bộ lặp, khoảng 900 m đến 1.500 m phải đặt một bộ lặp Các phương thức truyền dẫn sử dụng cho các đường E1 và TI dùng mức công suất tín hiệu truyền cao tại khoảng tần số từ

100 KHz đến trên 2 MHz Chính vì điều này, đòi hỏi phải tách riêng các đường E l/T l vào các nhóm bó cáp khỏi các dịch vụ khác Thêm nữa, phải chi phí rất nhiều cho việc lắp đặt và bảo trì hệ thống Thời gian lắp đặt các đường

T l/E l khá dài, kể từ khi có yêu cầu dịch vụ đến khi dịch vụ đi vào hoạt động Nhu cầu đòi hỏi là hệ thống phải là một hệ thống truyền dần cắm là chạy, cho phép cung cấp nhanh chóng và dễ dàng truyền dẫn tốc độ 1,5 Mb/s và 2 Mb/s trên phần lớn các đường thuê bao Vì thế, HDSL xuất hiện

Lợi ích của HDSL là rất lớn nhờ loại bỏ các bộ lặp trung gian Mỗi vị trí đặt bộ lặp phải tùy biến theo yêu cầu khách hàng để đảm bảo mỗi cung đường vẫn duy trì trong giới hạn suy hao của tín hiệu Các tín hiệu được lặp có thể gây ra xuyên âm mạnh, vì thế điều quan tâm đặc biệt trong thiết kế là tránh xuyên âm quá mức sang các hệ thống truyền dẫn khác Các bộ lặp được cấp nguồn qua đường dây, điều này đòi hỏi một đường dây đặc biệt dùng cho cấp nguồn từ tổng đài trung tâm Phần lớn công suất cung cấp từ bộ cấp nguồn

của tổng đài trung tâm bị mất mát đo trở kháng mạch vòng và sự không hiệu quả của việc cấp nguồn.

HDSL cũng ưu tiên sử dụng hom các đường TI truyền thống bời vì HDSL cung cấp các đặc trưng chuẩn đoán (bao gồm việc đo SNR) HDSL tạo

ra xuyên âm nhỏ hơn sang các hệ thống truyền dẫn khác bởi vỉ các tín hiệu mang của HDSL dùng băng thông hẹp hơn khi so với sóng mang TI truyền thống

1.3.3.2 Khả năng và ứng dụng của HDSL

HDSL cung cấp truyền dẫn hai chiều tốc độ 1,544 Mb/s và 2,048 Mb/s qua đường dây điện thoại với chiều dài lên tới 3,7 Km sử dụng cặp cáp xoắn đường kính 0,5 mm mà không cần bộ lặp trung gian Khoảng cách có thể tăng gần gấp đôi nếu có sử dụng một bộ lặp trung gian Có hơn 95% các đường HDSL không sử dụng bộ lặp HDSL không đòi hỏi phải có điều hòa đường dây hay phân tách nhóm cáp HDSL cung cấp truyền dẫn tin cậy trên tất cả các đường trong vùng phục vụ với một tỷ lệ lỗi bit điển hình từ 10'9 đến 10'10 Các hệ thổng HDSL tốc độ D S 1 (1,544Mb/s) sử dụng hai cặp dây, trong đó, mỗi cặp truyền tải tốc độ 768 Kb/s cho tải tin (mạng 768 Kb/s) trên cả hai hướng Vì thế, thuật ngữ song công kép được dùng để mô tả truyền dẫn HDSL Các hệ thống HDSL tốc độ E1 (2,048 Mb/s) có thể tùy chọn sử dụng hai hoặc ba cặp dây, trong đó, mỗi cặp dây đều dùng truyền dẫn song công HDSL dùng ba cặp dây, tốc độ 2,048 Mb/s, sử dụng cùng các bộ truyền nhận

784 Kb/s như của hệ thống 1,544 Mb/s Các vòng HDSL có thể có các đầu nối, nhưng không được dùng cuộn tải

Mặc dù, những mô tả ban đầu về HDSL là “công nghệ không bộ lặp”, các bộ lặp HDSL thường sử dụng cho các đường có khoảng cách vượt quá khoảng cách của các đường HDSL không dùng bộ lặp từ 2,75 km đến 3,7 km Luận văn thạc sỹ 2 2 c ấ p phát bit trong kỹ thuật DMT

/2w ĩ\ Luận văn thạc sỹ 23 Cấp phát bit trong kỹ thuật DMT

Đổi với các đường dây đường kính 0,5 mm, khoảng cách có thể đạt tới 7,3 km với một bộ lặp được sử dụng và tới 11 km khi sử dụng hai bộ lặp Khoảng cách thực tế có thể nhỏ hom khi không thể đặt được bộ lặp ở chính xác điểm giữa Các hệ thống HDSL sử dụng hai bộ lặp cấp nguồn cho bộ lặp thứ nhất qua dây nguồn từ tổng đài trung tâm và bộ lặp thứ hai được cấp nguồn từ phía khách hàng Việc cấp nguồn từ phía khách hàng có nhiều hạn chế trong việc duy trì, bảo dưỡng và quản trị Hiện nay, các bộ truyền nhận tiêu thụ ít công suất hơn, vì thế, cho phép thực hiện việc cấp nguồn cho cả hai bộ lặp chuyển tiếp HDSL từ nguồn của tổng đài trung tâm

Các đường thuê bao riêng tốc độ sơ cấp (1,544 Mb/s hoặc 2,048 Mb/s)

từ người dùng tới mạng là ứng dụng chủ đạo của HDSL HDSL là phương tiện phổ dụng để kết nối các tổng đài mạng dùng riêng (PBX) và thiết bị dữ liệu gói/ATM với mạng công cộng Các đường liên kết HDSL được dùng để liên kết các trạm vô tuyển vào mạng mặt đất HDSL cũng được sử dụng để kết nối các trạm DLC nhỏ tới tổng đài trung tâm Trong những năm đầu, giá thành cao của các thiết bị HDSL đã giới hạn việc sử dụng tại các nơi không

có một vị trí kinh tể để đặt hộp thiết bị lặp Đến cuổi năm 1994, giá thành của các thiết bị HDSL đã giảm xuống mức mà HDSL trở nên kinh tế hơn so với các thiết bị truyền dẫn T l/E l truyền thống khi xây dựng một hệ thống mới Các thiết bị T l/E l truyền thống vẫn sử dụng cho các đường rất ngắn (ngắn hom 900 m) và không đòi hỏi bộ lặp Với các khoảng cách rất lớn (hơn 9 km), đòi hỏi nhiều hon hai bộ lặp của HDSL

Chi phí bảo trì hàng năm của các đường HDSL cũng thấp hơn so với các đường T l/E l do các đường HDSL đòi hỏi ít bộ lặp hơn, mạnh mẽ trong truyền dẫn cao cấp, khả năng chuẩn đoán được cải tiến Tuy nhiên, các đường

E l/T l đang tồn tại ít được thay thế bằng các đường HDSL mới do giá thành

để lắp đặt đường mới cao

Mặc dù, HDSL thường được các công ty điện thoại sử dụng trong mạng nội hạt, vân có một sô đường HDSL được dùng trong các mạng riêng để két nổi tốc độ cao giữa các tòa nhà trong các khu trường sở.

1.3.3.3 Truyền dẫn HDSL

Phần lớn các hệ thống HDSL trên thế giới sử dụng truyền dần 2B1Q, song công kép, lai có khử tiếng vọng Một số hệ thống đa âm rời rạc (DMT)

và AM/PM không sóng mang (CAP) được sử dụng ở một số nơi của Châu

Au Đôi với hệ thống truyền dẫn tốc độ 1,544 Mb/s, truyền dẫn song công sử dụng một cặp dây để truyền một nửa của tải tin hai chiều (768 Kb/s) cộng với thông tin mào đầu về định khung và kênh eoc tốc độ 16 Kb/s, tạo thành truyền dân tông cộng 784 Kb/s Hai cặp dây dẫn tạo thành hệ thống truyền dẫn HDSL tôc độ 1,544 Mb/s Khi thông tin mào đầu giống nhau truyền trên cả hai kênh, bộ nhận chọn một cặp dây để lấy thông tin mào đầu Thông thường,

bộ nhận chọn cặp dây có giá trị SNR tốt hom

Hệ thống HDSL nguyên bản có nhiều phương thức truyền dẫn như song công đơn, đom công kép và song công kép

Song công đom đem lại lợi ích nhờ chỉ sử dụng một cặp dây và đòi hỏi chi một cặp bộ truyền nhận tại mỗi đầu của đường Truyền dẫn hai hướng được tách riêng bằng dồn kênh phân chia theo tần số (FDM) hoặc bằng truyền dẫn lai có khử tiếng vọng Tuy nhiên, việc truyền dẫn tốc độ toàn tải trên phần lớn các vòng đã vượt quá khả năng của công nghệ vào đầu những năm 1990 Hom nữa, việc cần băng thông lớn đã làm khó khăn cho việc tương thích phổ với các kiểu hệ thống truyền dẫn khác Các hệ thống đơn cặp HDSL tốc độ 1,544 Mb/s (trong một vài trường hợp còn được gọi là SDSL) được phát triển vào đầu những năm 1990 có kích thước vòng đạt được nhỏ hơn 1,8 km trên đường dây đường kính 0,4 mm Kích thước vòng ngắn đã hạn chế tính hữu

Luận văn thạc s ỹ _ 24 c ấ p phát bit trong kỹ thuật DMT

dụng của các hệ thống này Chỉ khi xuất hiện các công nghệ tiến bộ nhất vào cuôi những năm 1990, truyên dân tôc độ 1,544 Mb/s song công đơn trở nên thực tế, đáp ứng đầy đủ tầm với của vòng trong vùng phục vụ Các hệ thống HDSL2 ứng dụng truyền dẫn song công đom.

Truyền dẫn đơn công kép sử dụng hai cặp dây nối, trong đó, một cặp mang tải tin toàn bộ cho một hướng và cặp thử hai mang toàn bộ tải tin cho hướng ngược lại Điều này cung cấp một cách thức đơn giản để tách các tín hiệu vào hai hướng truyên khác nhau Sóng mang đường TI truyền thống sử dụng truyền dẫn đom công kép Truyền dẫn đơn công kép gặp bất lợi khi truyền tín hiệu có băng tần rộng, bị suy hao lớn và xuyên âm ở các tần số cao hơn Do xuyên âm, tín hiệu gửi trên hai cặp cáp không hoàn toàn tách biệt Vì the, bộ truyền nhận đom công kép có thể đơn giản hon nhưng hiệu suất đạt được kém hơn so với truyền dẫn song công kép

Truyền dẫn song công kép cải tiến kích thước vòng tối đa và tính tương thích phổ bàng cách chỉ gửi một nửa của toàn bộ thông tin trên mỗi cặp cáp Horn nữa, HDSL giảm băng thông của tín hiệu truyền nhờ sử dụng truyền dẫn ECH để gửi theo hai hướng truyền trên cùng một dải tần số Công suất tín hiệu truyền trong hệ thống HDSL song công kép tăng ít đối với các tần số cao hơn 196 KHz Kết quả là xuyên âm tín hiệu và suy hao giảm Một lợi ích khác của truyền dẫn song công kép là khi sử dụng một cặp dây có thể dễ dàng cung cấp hệ thống truyền dẫn nửa tốc độ

Hệ thống HDSL tốc độ từng phần - một cặp dây, được sử dụng để truyền các dịch vụ đường thuê riêng tốc độ từng phần của 768 Kb/s và thấp hơn và cùng cho các hệ thống vòng nhỏ hỗ trợ 12 kênh thoại hoặc ít hơn HDSL tốc

độ từng phần gắn vào nhánh kênh D4 cho phép tới 12 đường DSO cùa HDSL truyền thông tin được dồn kênh với thông tin từ các đơn vị kênh khác trong cùng một nhánh kênh D4

Thông tin bảo tri giống nhau (các bit chỉ báo và eoc) được truyền trên mồi cặp dây của hệ thống HDSL song công kép Truyền dẫn có tiêu đề dư thừa như vậy cho phép sử dụng các linh kiện truyền nhận giống nhau cho các

hệ thống với một, hai và ba cặp dây Hom nữa, thông tin tiêu đề có dư thừa đảm bảo sự vận hành tin cậy của chức năng bảo trì ngay cả trong trường hợp việc truyền dẫn bị lỗi hoặc bị suy yếu trên một trong các vòng

âm Phiên bản mới hơn của HDSL đã vay mượn nhiều ỷ tường từ ADSL Một phiên bản thích nghi tốc độ của HDSL có thể sẽ xuất hiện Ta cũng có thể xem HDSL nằm trong dải tần sổ bên trên băng tàn gốc tiếng nói hoặc bên trên ISDN tốc độ cơ bản Khái niệm SDSL (DSL đối xứng hay DSL một cặp dây) cũng được sử dụng để mô tả các phiên bản sau của HDSL

Luận văn thạc sỹ 27 c ấ p phát bit trong kỹ thuật DMT

• Bộ tiền mã hóa làm bằng kênh có chức năng tương tự như mạch lọc hôi tiêp của bộ làm bằng phản hồi quyết định được dùng trong HDSL Tuy nhiên, dữ liệu trong bộ tiền mã hóa có nhiều bit (12 —

16 bit) thay vi chỉ cỏ 2 bit như trong bộ làm bằng hồi tiếp quyết định trong điều chế 2B1Q Điều này đã làm tăng độ phức tạp Hơn nữa, việc xuất hiện bộ tiền mã hóa làm tăng tính phức tạp của bộ khử tiếng vọng

• Đê đáp ứng được đòi hỏi về hiệu năng hệ thống thông qua giải mã Viterbi, mã lưới sử dụng phải có bậc là 512 trạng thái Bộ giải mã Viterbi cho một mã lớn như vậy đòi hỏi tăng thêm nhiều về cả năng lực xử lý và bộ nhớ nếu so sảnh với hệ thống HDSL chưa mã hóa

• Để đạt được hiệu năng tương đương, HDSL2 đòi hỏi một bộ làm bàng giãn cách từng phần và bộ khử tiếng vọng Cả hai khối này đều phúc tạp hơn rất nhiều so với khối giãn cách ký hiệu tương đương được áp dụng trong các bộ truyền nhận HDSL

1.3.4 Đường dây thuê bao sổ bất đối xứng

1.3.4.1 Mô hình tham chiếu và định nghĩa của ADSL

Đường thuê bao số bất đổi xứng (ADSL) là công nghệ truyền dẫn mạch vòng nội hạt, cho phép truyền đồng thời trên một cặp dây với các thông số sau

• Tốc độ bit hướng xuống (dòng thông tin chuyển về cho khách hàng) cỏ thể đạt tới 9 Mb/s

• Tốc độ bit hướng lên (thông tin hướng ra mạng) có thể đạt 1 Mb/s

• Dịch vụ điện thoại truyền thống (POTS như thoại tương tự )

Tốc độ dòng thông tin chuyển về khách hàng cao hơn rất nhiều so vớidòng thông tin từ khách hàng chuyển đi, vì thế có khái niệm bất đối xứng

Dịch vụ thoại tượng tự được truyền tại các tần số băng gốc và kết hợp với truyền dẫn dữ liệu thông dải qua một mạch lọc thông thấp (LPF), được gọi chung là bộ tách Ngoài các bộ tách, hệ thống ADSL bao gồm một đơn vị truyền dẫn ADSL tại phía tổng đài trung tâm (ATU-C), một mạch vòng nội hạt, và một đom vị truyền dẫn ADSL tại phía khách hàng (ATC-R)

1.3.4.2 Nguồn gốc của ADSL

Những định nghĩa đầu tiên về ADSL xuất hiện từ năm 1989, đó là kết quả nghiên cứu của J.W Lechleider và các cộng sự tại Bellcore [15,4,17] Vào năm 1990, ADSL được phát triển đầu tiên tại trường đại học Stanford và phòng thí nghiệm AT&T Bell Đen năm 1992, các mẫu đầu tiên của ADSL được ra đời các phòng thí nghiệm của Bellcore và các công ty điện thoại Các sản phẩm ADSL đầu tiên được đưa vào thử nghiệm vào năm 1995 ADSL được tạo ra trên cơ sở các nghiên cứu trước đây trên modem băng tần thoại, ISDN và HDSL

Vào tháng 10 năm 1998, ITU đã đưa ra một bộ các khuyến nghị sơ bộ cho ADSL Khuyến nghị G.992.1[6] đã xác định rõ ADSL toàn tốc Khuyến nghị này gần giống tiêu chuẩn ANSI T 1.413 phát hành làn thứ hai với hai khác biệt chính

• Chuồi âm tần khởi tạo của tiêu chuẩn T 1.413 được thay thế bằng quá trình dựa trên bản tin, được mô tả trong khuyến nghị G.994.1

• Một chế độ đặc biệt đã được bổ sung thêm nhằm cải thiện hiệu năng hệ thống khi xuất hiện xuyên âm từ ISDN kiểu TCM, được dùng ở Nhật Bản

Khuyển nghị G.992.2 [7] (trước đây được gọi là G.lite) xác định rõ ADSL khi không dùng bộ tách POTS Khuyến nghị G.992.2 dựa trên G.992.1 nhưng cỏ một sổ khác biệt chính sau đây

Luận văn thọc sỹ 28 c ẩ p phát bit trong kỹ thuật DMT

• Bổ sung thêm các chế độ tiết kiệm năng lượng tại các thiết bị ATU-C và ATC-R

• Bổ sung cơ cẩu phục hồi nhanh cho phép phục hồi lại nhanh chóng sau các sự kiện nhấc đặt máy

• Sổ lượng âm tần (tone) sử dụng giảm từ 256 xuống còn 128

• Sổ lượng bit trên một âm tần giảm từ 15 bit xuống còn 8 bit

Khuyên nghị G.994.1 (trước đây được gọi là G.hs) xác định việc mócnổi khởi tạo dựa trên bản tin cho phép bộ truyền nhận DSL đa chế độ có thể thoả thuận được chế độ vận hành chung Khuyến nghị G.995.1 cung cấp một cái nhìn tổng quan về họ các khuyến nghị về DSL Khuyến nghị G.996.1 [8] xác định phương thức phục vụ việc đo hiệu năng của các thiết bị DSL Khuyến nghị G.997.1 xác định các thao tác với lớp vật lý, quản trị và bảo tri cung cấp cho ADSL Khuyển nghị này bao gồm kênh eoc và các cơ sở thông tin quản lý (MIBs) của ADSL

1.3.4.3 Khả năng và ứng dụng của ADSL

> ADSL1, ADSL2 và ADSL3

Khái niệm ADSL xuất hiện vào đầu những năm 1990 Ban đầu, ADSL được xem xét có tốc độ cố định là 1,5 Mb/s cho hướng xuổng và 16 Kb/s cho hướng lên dùng cho các ứng dụng video MPEG-1 Một sổ thành viên trong nền công nghiệp thích gọi công nghệ này là ADSL1 Sau đó, người ta thấy rõ một số ứng dụng sẽ đòi hỏi các tốc độ cao hơn và các kỹ thuật truyền dẫn tiên tiến hom sẽ cho phép các tốc độ cao hơn ADSL2 với tốc độ hướng xuống là 3 Mb/s và hướng lên là 16Kb/s cho phép truyền đồng thời hai dòng dữ liệu MPEG-1 Vào năm 1993, ADSL3 ra đời, cung cấp tốc độ 6 Mb/s cho hướng xuống và tốc độ tối thiểu 64 Kb/s cho hướng lên để hồ trợ cho MPEG2 Chuẩn ADSL ANSI T 1.413 phát hành lần thứ nhất phát triển trên các khái

Luận văn thạc sỹ 2 9 c ấ p phát bit trong kỹ thuật DMT

niệm của ADSL3 Sau khi chuẩn ANSI T 1.413 được chấp thuận, các khái niệm ADSL1, ADSL2 và ADSL3 ít được sử dụng.

> RADSL

Đường thuê bao sổ thích nghi tốc độ (RADSL) là thuật ngữ dùng để chỉ các hệ thông ADSL có khả năng xác định tự động dung năng truyền tải của một mạch vòng đom và sau đó, vận hành với tổc độ cao nhất phù hợp với vòng đó Chuẩn ANSI T 1.413 cung cấp khả năng vận hành thích nghi tốc độ Việc thích nghi tốc độ được thực hiện khi khởi động đường với một dự phòng chất lượng tín hiệu thích hợp nhằm đảm bảo rằng tốc đường truyền khi khởi động vẫn duy tri được khi có những thay đổi không đáng kể về đặc tính truyên dẫn của đường truyền Vì thế, RADSL sẽ tự động truyền với tốc độ cao horn trên mạch vòng khi các đặc tính truyền dẫn tốt hom (suy hao hoặc nhiễu thấp hơn) RADSL, khi thực hiện, hỗ trợ tốc độ hướng xuống tối đa nằm trong khoảng từ 7 Mb/s đến 10 Mb/s và tốc độ tối đa của hướng lên nằm trong khoảng từ 512 Kb/s đến 900 Kb/s Đối với các mạch vòng có kích thước lớn (từ 5,5 km trở lên), RADSL có thể vận hành ờ tốc độ khoảng 512 Kb/s ở hướng xuống và 128 Kb/s ở hướng lên

RADSL đã mượn khái niệm về thích nghi tốc độ trong các modem băng tần thoại RADSL tạo cơ sở cho một loại phiên bản thiết bị, trong đó, đảm bảo tốc độ truyền dẫn cao nhất cho mỗi mạch vòng và cũng cho phép vận hành trên các vòng lớn với tổc độ thấp hom

1.3.4.4 Truyền dẫn ADSL

Khái niệm ADSL bao gồm hai phần chính

• Xuyên âm kênh gần giảm đi nhờ tốc độ và băng thông dùng cho hướng lên nhỏ hom rất nhiều so với hướng xuống

Luận văn thạc sỹ 30 cẩp phát bit trong kỹ thuật DMT

Luận văn thạc sỹ 31 Cấp phát bit trong kỹ thuật DMT

• Truyền đồng thời dữ liệu cùng với dịch vụ điện thoại truyền thông, trong đó, dữ liệu được truyền trên băng tần phía trên của băng tần thoại

Việc truyền dẫn hai chiều đồng thời với tốc độ nhiều megabit là không thê trên phân lớn các đường điện thoại, nguyên nhân do hiệu ứng kết hợp của suy hao vòng và xuyên âm Công suất tín hiệu nhận được giảm tỷ lệ với tần

sổ, trong khi đó, nhiễu xuyên âm nhận được tăng lên khi tần số tăng Vì thế, truyên dân hai chiêu không thể thực hiện được ờ các tần số mà xuyên âm át tín hiệu nhận được

ADSL thực hiện truyền dẫn hai chiều khi cỏ thể: những tần số nằm bên dưới tần số cất hai chiều Các tần sổ cao hơn không phù hợp cho truyền dẫn hai chiêu sẽ được dùng cho truyền dẫn một chiều Điều này cho phép tốc độ truyền dẫn hướng xuống cao hơn rất nhiều so với truyền dẫn hai chiều

Nhiều hệ thống ADSL sử dụng kỹ thuật truyền dẫn FDM, xem hình 1.3, sắp xép các băng tần dùng cho hướng lên tách biệt so với các băng tần dùng cho hướng xuống nhằm ngăn chặn tự xuyên âm Dải tần bảo vệ là cần thiết, giúp thực hiện các mạch lọc dễ dàng và ngăn chặn nhiều từ dịch vụ thoại truyền thống gây nhiễu cho truyền dẫn số

Luận văn thạc sỹ 32 Cấp phát bit trong kỹ thuật DMT

D ỉi tần POTS

Công

suất

tniyền

độ bit thap hơn D ối tần hướng xuống

Tồc độ bit cao hơn

/

Tân 50

Hình 1.4: Kỹ thuật truyền dẫn ECH

Một sổ hệ thống ADSL sử dụng kỹ thuật truyền dẫn ECH, xem hình 1.4, trong đó, băng tần dùng cho hướng lên trùng với băng tần dùng cho hướng xuống Do các băng tần chồng lấn lên nhau, băng thông tổng cộng dùng để truyền có thể giảm xuống Tuy nhiên, các hệ thống ECH này mắc phải một vấn đề về tự xuyên âm và việc thực hiện đòi hỏi phải xử lý tín hiệu số phức tạp hom Có một số vấn đề cân nhắc ờ đây, độ phức tạp của việc xử lý số được

bù trừ bằng sự đơn giản trong trong thực hiện phía đầu cuối tương tự

Do không có tự xuyên âm tại phía tổng đài trung tâm, hệ thống ADSL dùng công nghệ FDM đưa ra hiệu năng của hướng lên tốt hơn hệ thống ADSL dùng công nghệ ECH Tuy nhiên, băng thông dùng trong hệ thống ECII ADSL rộng hơn nên cho hiệu năng hướng xuống tốt hơn, đặc biệt đối với các vòng ngắn

Hiệu năng của DSL đối xứng bị hạn chế do tự xuyên âm đầu gần (self- NEXT) ADSL khắc phục được self-NEXT tại phía khách hàng bằng cách giảm nguồn của self-NEXT Nhờ giảm tôc độ bit hướng lên, kênh hướng lên

có thể tối thiểu hoá xuyên âm đến truyền dẫn hướng xuống Đối với ADSL, việc thu nhận của kênh hướng lên có thể thực hiện dễ dàng bằng cách đặt

kênh hướng lên tại các tần số thấp hơn khi suy hao vòng và nhiễu xuyên âm là nhỏ.

Hệ thống ADSL sử đụng các kỹ thuật truyền dẫn số tiên tiến để cải thiện hiệu năng Việc điêu chê và sắp xếp tần sổ của tín hiệu truyền được thích nghi

tự động nhăm đạt được hiệu năng tôi ưu từ các đặc tính duy nhất cùa đirờng đây thuê bao đang sử dụng Việc sử dụng mã lưới làm giảm ảnh hưởng của nhiễu băng rộng trạng thái dừng Bộ làm bằng thích nghi chống lại nhiễu băng hẹp như can nhiễu tần số vô tuyến Mã kiểm soát lỗi hướng thuận (FEC) và ghép xen giúp chống lại các xung nhiễu Việc ghép xen giúp chống lại các nhiễu đám bàng cách xáo trộn những khối dữ liệu, khi có chuỗi lỗi dài xuất hiện thỉ cũng chỉ tạo ra một vài lỗi (cỏ thể sửa được) trong các khối dữ liệu

mà thôi, điêu này, tôt hơn là một số lượng lớn lỗi (không thể sửa được) nằm trong chỉ một khôi Độ sâu ghép xen là 20 ms sẽ chống được chuỗi nhiễu có

độ dài tới 500 ns Theo thổng kê về các sự kiện xuất hiện xung nhiễu cho thấy

rằng một sổ lượng chủ yếu các xung có độ kéo dài nhỏ hơn 500 ịis Tuy

nhiên, mức độ ghép xen như trên gây nên trễ truyền dẫn bổ sung tới 20 ms, điều này làm giảm thông lượng của các giao thức như TCP/IP, khi đòi hỏi phải các gói phải được ghi nhận trước khi dữ liệu tiếp theo được truyền

Các vòng ADSL có thể có các đầu nổi nhưng không cho phép dùng các cuộn tải

1.3.4.5 Tương lai của ADSL

ADSL sẽ được tích hợp vào các hệ thống DLC dùng cáp quang nhằm vào những mạch vòng quá xa không thể phục vụ trực tiếp từ tổng đài nội hạt ADSL rất phù họp để đưa ra những dịch vụ đòi hỏi tốc độ bit cao trên các mạch vòng cung cấp bởi DLC, những mạch này có độ dài ít khi quá 3,7 km Mặc dù có một chuẩn công nghiệp cho ADSL (chuẩn ANSI T 1.413) nhưng

i x u \ Luận văn thạc sỹ 33 cấ p phát bit trong kỹ thuật DMT

những hệ thống ADSL đầu tiên không hoạt động được với nhau Các nhà sản xuất thiết bị và các ủy ban tiêu chuẩn đang cố gắng để các thiết bị dùng trong các hệ thống ADSL từ các nhà sản xuất khác nhau có thể làm việc cùng nhau Ngoài lớp vật lý, các lớp khác trong giao thức cũng phải tương thích với nhau

để đảm bảo việc vận hành trơn tru giữa các thiết bị

Rõ ràng, ADSL là công nghệ truy nhập cần thiết để ATM có thể mờ được cánh cửa phục vụ cho các văn phòng nhỏ và nhà riêng Trước khi có ADSL, ATM chỉ được sử dụng giới hạn cho các doanh nghiệp lớn hoặc mạng đường trục, do khách hàng phải chịu chi phí cho các đường kết nối có tốc độ

từ 45 Mb/s trở lên Công việc hiện đang thực hiện để giải quyết vấn đề giao vận ATM trên những đặc tính riêng của ADSL: tỷ lệ lỗi bit, bất đối xứng và thay đổi tốc độ cung cấp linh động

Khi xuất hiện, ADSL được phát triển nhằm đạt tốc độ cao, 10 Mb/s cho hướng xuống và 1,5 Mb/s cho hướng lên Tuy nhiên, hướng phát triển này đã chậm lại do chồng chéo với VDSL, liên quan đến tính tương thích phổ và sự nghi ngờ về nhu cầu tốc độ Thay vào đó, mục tiêu hiện nay là nhằm cải tiến khoảng cách phục vụ tối đa trong khi vẫn duy trì được tổc độ truyền dữ liệu vừa phải cỡ 1 Mb/s, giá thành thấp hơn, tiêu thụ ít công suất hơn và giảm xuyên âm trong hệ thống

> ADSL + ISDN

Một số nhà bán lẻ đang giới thiệu một phiên bản của ADSL với dải tần dùng cho hirớng lên và hướng xuống được đặt bên trên băng tần truyền dẫn dùng cho ISDN tốc độ cơ bản, theo chuẩn ANSI T1.601 Đổi với giao diện tốc độ cơ bản sử dụng mã đường 4B3T, dải tàn sử dụng từ 0 đến 120 KHz Điều này thực chất làm giảm tốc độ bit của ADSL nhưng nhờ đó, hệ thống có thể truyền đồng thời dịch vụ ADSL và ISDN trên cùng một mạch vòng, c ấ u hình hỗn hợp ADSL + ISDN không phù hợp để cung cấp đầy đủ dịch vụ

Luận văn thạc sỹ _ .34 c ấ p phát bit trong kỹ thuật DMT

trong khoảng cách 5,5 Km, thông thưòmg được cung cấp bằng ISDN ADSL + ISDN được quan tâm ở Pháp và Đúc, hai nước có dịch vụ ISDN được phổ biến rộng rãi c ấ u hình này cũng thường được sử dụng nhằm cung cấp hai kênh thoại cùng với các tốc độ truyền dữ liệu cao vừa phải.

y ADSL không có bộ tách

Việc lắp đặt các dịch vụ ADSL tại nhà khách hàng có thể đòi hỏi phải sửa đôi hoặc đặt mới đường cáp viễn thông Đối với cấu hình ADSL thường dùng, hệ thống ADSL sẽ kết thúc tại thiết bị giao diện mạng (NID), vị trí có một bộ lọc thông thấp (bộ tách) dùng để trích ra các tín hiệu thoại được truyền trong các dây đỏ và dây xanh nối tới điện thoại Tín hiệu băng rộng được truyền trong các dây vàng và dây đen tới thiết bị modem ADSL của khách hàng Cấu hình trên đòi hỏi phải lắp đặt bộ tách và cững đòi hỏi phải sử dụng các dây vàng và dây đen, những dây này có thể không thấy ở một số nhà khách hàng hoặc có thể đã được sử dụng cho dịch vụ thoại đường thứ hai Kết quả là thường đòi hỏi một đường dây mới nối từ NID đển mođem ADSL của khách hàng

Cấu hình chung nhất của ADSL có bộ tách POTS đặt một bộ lặp thông thấp (LPF) dành cho kết nổi thoại ngay tại hoặc ngay gần NID, và một bộ lọc thông cao (HPF) đặt bên trong ATƯ-R Một cấu hình khác có thể là bộ tách (bao gồm cả bộ lọc thông thấp và thông cao) được tích hợp vào ATƯ-R Bộ tách đặt bên trong ATU-R có hạn chế, có thể gây suy giảm dịch vụ POTS khi ATƯ-R được loại bỏ Và có thể tăng quá mức về xuyên âm khi sử dụng các đầu nổi có sẵn tại nhà khách hàng

Khái niệm ADSL không có bộ tách loại bỏ bộ lọc tách tại đầu đường dây phía khách hàng Có rất nhiều các thuật ngữ khác đã được dùng để mô tả khái niệm này: ADSL Lite, DSL khách hàng (CDSL) hoặc ADSL toàn cầu (UADSL) ADSL không có bộ tách được định nghĩa trong Khuyển nghị

ỉ ±Lm\ Luận văn thạc sỹ _ _ 35 cấp phái bit trong kỹ thuật DMT

G.992.2 của ITƯ ADSL hỗ trợ đồng thpi cả dữ liệu và thoại Việc cài đặt ADSL rất đơn giản, chỉ cần gắn modem ADSL vào bất cứ một đầu cắm điện thoại nào tại nhà khách hàng, không cần phải đặt các dây mới bên trong hoặc cài đặt thêm bộ tách.

Khái niệm ADSL không có bộ tách đầy hứa hẹn: việc thực hiện trong thực tế đang được điều tra và sẽ đưa ra những thỏa hiệp cần thiết Bộ tách ADSL có hai chức năng: thứ nhất là làm suy hao nhiễu tín hiệu POTS, những tín hiệu này có thể làm hỏng dữ liệu truyền của ADSL; và thứ hai là bộ tách làm suy hao các tín hiệu ADSL nhằm ngăn cản nhiễu âm có thể nghe thấy trên điện thoại Việc dịch chuyển băng tần truyền dẫn ADSL tới các tần số cao hơn có thể làm giải quyết được phần nào vấn đề trên Tuy nhiên, giải pháp trên cũng làm giảm tốc độ truyền dữ liệu và kích thước vòng

Một giải pháp cho các vấn đề này là đặt nổi tiếp một bộ lọc thông thấp với mồi điện thoại Bộ lọc này không đắt và cỏ các đầu nối môđun, do đó, một khách hàng chưa được đào tạo cũng có thể lắp đặt nó trong vòng vài giây Cấu hình này ngăn chặn nhiễu POTS làm hỏng truyền đẫn ADSL và ngăn chặn việc nghe thấy nhiễu ADSL trên điện thoại Tốc độ dữ liệu của ADSL sẽ nhỏ hơn cấu hình ADSL quy ước Tốc độ truyền dữ liệu còn bị giảm do những loại nhiễu khác và ảnh hường tải cùa nhiều mạch lọc và các đầu nối Khuyến nghị G.992.2 của ITƯ (“G.lite”) có hiệu năng thấp hơn so với khuyến nghị toàn tốc G.992.1 (“G.DMT”), do việc giảm sổ lượng âm tần DMT và giảm số lượng bit mang trong một âm tần Chất lượng truyền dẫn băng tần thoại giảm đi có thể là kết quả của nhiều bộ lọc thông thấp được đặt song song hoặc do khách hàng quên đặt một bộ lọc thông thấp trên đường tới một trong các máy điện thoại

Nếu vượt qua được các rào cản về kỹ thuật và vận hành, hệ thông ADSL không có bộ tách cỏ thể trở thành kiểu ADSL chủ yểu Phần lớn các hệ thông

\ Luận văn thạc sỹ 36 c ấ p phát bit trong kỹ thuật DMT

ADSL đều được lắp đặt với bộ tách được đặt tại cả hai đầu đường dây Việc

sử dụng một bộ tách tại phía khách hàng có thể thấy sẽ tiếp tục được sử dụng

để cài đặt các dịch vụ tốc độ bit cao hơn cho khách hàng Một số nhà cung cấp địch vụ ADSL đề xuất các dịch vụ ADSL của họ làm việc được cả với cấu hình cỏ và không có bộ tách được lắp tại phía khách hàng, trong khi vẫn

sử dụng cùng kiểu ATƯ-C tại tổng đài trung tâm Quá trình loại bỏ bộ tách khỏi ADSL đã được tăng tốc nhờ các hoạt động tiếp thị và kỹ thuật của Nhóm làm việc ADSL toàn cầu, một tập hợp các công ty hàng đầu thế giới về điện thoại và máy tính

1.3.5 Đường dây thuê bao sổ tốc độ cực cao

Đường dây thuê bao số tốc độ cực cao (VDSL) [15,4,17,1] là mở rộng của công nghệ ADSL với tốc độ cao hơn, tổc độ hướng xuống đạt 52 Mb/s Tại tốc độ cao như vậy, các vòng phải ngắn và sử dụng cáp quang để truyền dẫn Khi kích thước vòng chỉ vài trăm mét, có thể sử dụng cáp đồng

1.3.5.1 Mô hình tham chiếu và định nghĩa của VDSL

Phần lớn các hệ thống DSL ban đầu được dùng cho các mạch vòng từ tổng đài trung tâm đến nhà khách hàng và thứ hai là được dùng cho các bộ hợp kênh phân bổ đầu vào sợi quang VDSL thì ngược lại VDSL ban đầu được sử dụng cho các vòng nối từ khối mạng quang (ONU), thông thường được đặt cách khách hàng từ một kilômẻt trở lên Một vài vòng VDSL sẽ được phục vụ trực tiếp từ tổng đài trung tâm

Cáp quang nối từ ONƯ đến tổng đài trung tâm, việc truyền dẫn VDSL trên cặp cáp xoắn được được sử dụng nếu khoảng cách nhỏ khoảng vài trăm mét từ ONƯ đến nhà khách hàng Những yêu cầu của VDSL, do nhóm xây dựng chuẩn T IE 1.4 phát triển , đã xác định các đối tượng về tốc độ và khoảng cách từ ONU đến vị trí của khách hàng Cáp quang từ mạng đến ONƯ có thể

Luận văn thạc sỹ 38 c ấ p phát bit trung kỹ thuật DA ÍT

nôi trực tiếp, nổi theo chuỗi hoặc nổi thông qua một bộ tách quang thụ động tới ONƯ

1.3.5.2 Nguồn gốc của VDSL

Các thảo luận về khái niệm của VDSL bắt đầu trong ư ỷ ban về chuẩn hoá vào cuối năm 1994, với các định nghĩa về yêu cầu hệ thống VSDL trong chuẩn ETSỈ TM6 và T IE 1.4 Nhiều đề nghị hiện đang được nghiên cứu trong các nhóm

1.3.5.3 Khả năng và ứng dụng của VDSL

VDSL, là một phần mạng dịch vụ các loại (FSN), nhằm mục đích hỗ trợ tất cả các ứng dụng đồng thời: thoại, dữ liệu và video Sau cùng, VDSL sẽ hỗ trợ truyền hỉnh phân giải cao (HDTV) và các ứng dụng tính toán hiệu suất cao ứ n g dụng đổi xứng của VDSL sẽ cung cấp tốc độ truyền dữ liệu hai chiều lên tới 26 Mb/s, điều này sẽ hấp dẫn các site thương mại, nơi mà việc đưa cáp quang đến tận toà nhà là không được chấp nhận

VDSL sử dụng điều chế biên độ pha không sóng mang (CAP) cho tốc độ

13 Mb/s; 25,92 Mb/s và 51 Mb/s cho hướng xuống và 1,6 Mb/s cho hướng lên thông qua một cặp cáp xoắn không bọc kim Thông số của VDSL dựa trên kiến trúc NT thụ động, cho phép kết nối trực tiếp đến nhiều bộ truyền nhận VDSL tại đầu cuối của khách hàng Thông thường kiến trúc NT thụ động đòi hỏi ONƯ phải cách khối VDSL của khách hàng dưới 100 mét

Kiến trúc Hub tích cực của VDSL cho phép tốc độ lớn hơn và khoảng cách xa hom nhờ sử dụng cấu hình điểm - điểm cho truyền dẫn trên vòng Hub tích cực bao gồm một bộ truyền nhận VDSL đơn, một đường kết nổi ngắn trong nhà khách hàng tới một đầu cuối, hoặc một bus ngắn

Chương 2: HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN ĐA KÊNH VÀ DMT

2.1 Mô hình hệ thống truyền dẫn đa kênh

Khái niệm về truyền dẫn đa kênh thường được dùng để khắc phục những đặc tính truyền dẫn khó khăn của cặp cáp xoắn DSL, phương pháp ở đây là

“chia và trị” [15] Các phương pháp truyền dẫn đa kênh chuyển đổi đường truyền dẫn DSL thành hàng trăm đường truyền dẫn rất nhỏ, và mỗi kênh con này có thể dễ dàng truyền dẫn trên đó Tốc độ dữ liệu tổng thể là tổng của các tốc độ dữ liệu trên tất cả các kênh con Cách tiếp cận thông thường của “chia kênh” là truyền dần trên các băng tần hẹp không gối lên nhau Phàn “trị” trong khái niệm này là một mã đường đơn giản trên mỗi kênh con đạt được hiệu năng tốt nhất mà không cần phải lo lắng về những khó khăn rất lớn về nhiễu giữa các ký hiệu (ISI), chi xảy ra khi truyền dẫn tín hiệu băng rộng.Các mã đường đa kênh có hiệu năng cao nhất và được tối ưu chủ yếu cho kênh có ISI Một đặc trung trọng yếu của truyền dẫn đa kênh dùng cho DSL

là thích nghi tín hiệu đầu vào với những đặc tính riêng biệt của một đường điện thoại xác định Điều này cho phép cải tiến một cách đáng kể về phạm vi phục vụ và độ tin cậy của hệ thống, hai khía cạnh trong thiết kế hệ thống tổng thể, quyết định giá thành toàn bộ của hệ thống Vì thế, mã đường đa kênh ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến cho DSL

Các phương pháp truyền dẫn đa kênh đạt được các mức hiệu năng cao nhất và dược sử dụng trong ADSL và VDSL Các bộ làm bằng chỉ giảm bớt được phần nào ISI và thường được sử dụng trong các sơ đồ tách sóng gàn tối

ưu Khi ISI trở nên rất xấu, độ phức tạp của các bộ làm bằng tăng lên rất nhanh và khi đó, tổn hao về hiệu năng nhiều hơn Giải pháp cho vấn đề này, được Shannon đưa ra đàu tiên trong lý thuyết toán học về truyền thông nổi tiếng của mình, là chia kênh thành một số lượng lớn các kênh con AGWN