HỆ THỐNG THÔNG TIN MÁY TÍNH (HỆ THỐNG ADSL, ADSL2 VÀ ADSL 2 )

HỆ THỐNG THÔNG TIN MÁY TÍNH (HỆ THỐNG ADSL, ADSL2 VÀ ADSL 2 )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM

KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BÁO CÁO HỆ THỐNG VIỄN THÔNG 2

TP Hồ Chí Minh, 11/2014

NỘI DUNG CHÍNH

2 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ADSL2+

1 ADSL

Ưu điểm và nhược điểm của ADSL

Nhiễu trong ADSL

Kỹ thuật truyền dẫn trong ADSL

Các phương pháp điều chế trong ADSL

Băng thông ADSL

1.1 Tổng quan về ADSL

ADSL là cái gì ?4

ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line) Đường dây thuê bao số

không đối xứng Đó là kỹ thuật truyền được sử dụng trên đường dây từ modem của thuê bao tới Nhà cung cấp dịch vụ.

5

1.1 Tổng quan về ADSL

• Asymmetrical: Tốc độ truyền không giống nhau ở hai chiều Tốc độ chiều

xuống (từ mạng tới thuê bao) có thể nhanh gấp hơn 10 lần so với tốc độ chiều lên (từ thuê bao tới mạng).

• Digital: Các modem ADSL hoạt động ở mức bít (0 & 1) và dùng để chuyển

thông tin số hoá giữa các thiết bị số như các máy tính PC.

• Subscriber Line: ADSL tự nó chỉ hoạt động trên đường dây thuê bao bình

thường nối tới tổng đài nội hạt.

1.1 Tổng quan về ADSL

Hình 1.2 Tần số sử dụng

1.1 Tổng quan về ADSL

1.2 Cấu trúc hệ thống ADSL

1.2.2 Modem ADSL/bộ định tuyến Router

Hình 1.4 Vị trí Modem ADSL trong Sơ đồ khối hệ thống ADSL

'Local loop' là thuật ngữ dùng để chỉ các đường dây điện thoại bình

thường nối từ vị trí người sử dụng tới công ty điện thoại.

10

1.2 Cấu trúc hệ thống ADSL 1.2.3 Mạch vòng (local loop)

Hình 1.5 Mạch vòng.

1.2 Cấu trúc hệ thống ADSL

1.2.4 Bộ lọc

Hình 1.6 Bộ lọc.

1.2 Cấu trúc hệ thống ADSL

1.2.5 Các thành phần của ADSL từ phía ISP

Hình 1.7 Các thành phần của ADSL từ phía ISP.

• DSLAM - DSL Access Multiplexer

• Nó chứa vô số các modem ADSL bố trí về một phía hướng tới các mạch vòng và phía kia là kết nối cáp quang.

1.2 Cấu trúc hệ thống ADSL 1.2.5 Các thành phần của ADSL từ phía ISP

Hình 1.8 DSLAM.

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

14

• Mở gói các giao thức truyền thông để hoàn trả lại các giao thức đó trước khi đi vào Internet Nó cũng đảm bảo cho kết nối của bạn tới ISP được chính xác.

• Thông thường ADSL sử dụng hai giao thức chính là:

+ PPPoE: Point-to-Point protocol over Ethernet.

+ PPPoA: Point-to-Point protocol over ATM.

Hình 1.9 BAS.

1.2 Cấu trúc hệ thống ADSL 1.2.5 Các thành phần của ADSL từ phía ISP

• Khi kết nối vào Internet, bạn sử dụng các giao thức chạy ở tầng vận chuyển TCP/IP (chẳng hạn như HTTP - giao thức được sử dụng bởi các web-

browser)

1.2 Cấu trúc hệ thống ADSL

1.2.6 Các giao thức sử dụng giữa modem và BAS

• Trong ADSL, PPP thường được sử dụng để kiểm tra tên và mật khẩu truy nhập, và ATM thì luôn được sử dụng ở mức thấp nhất

Chuỗi bit trong các khung ADSL có thể chia tối đa thành 7 kênh tải tin tại cùng một thời điểm.

Các kênh truyền tải được chia thành hai loại:

 đơn công được kí hiệu là AS0, AS1, AS2, AS3

 song công được kí hiệu là LS0, LS1, LS2

Phần mào đầu: Chức năng của phần mào đầu là đồng bộ các kênh tải đểthiết bị ADSL ở hai đầu đường truyền có thể nhận biết cấu trúc các kênh(AS và LS), tốc độ của các kênh, vị trí của các bit trong khung

16

1.3 Kỹ thuật ghép kênh

1.4 Kỹ thuật truyền dẫn trong ADSL

Hình 1.10: Truyền dẫn hai hướng bị giới hạn ở tần số thấp.

1.4 Kỹ thuật truyền dẫn trong ADSL 1.4.1 ADSL ghép kênh phân chia theo tần số

Băng bảo vệ

Băng POTS

Băng phát tốc độ thấp

Băng thu tốc độ cao Mức truyền

Tần sô Hình 1.11: Kỹ thuật truyền dẫn ghép kênh theo tần số.

 Có 3 phương pháp điều chế được sử dụng trong

ADSL đó là:

 - Phương pháp điều chế biên độ cầu phương (QAM).

 - Phương pháp điều chế biên độ/pha không song mang CAP

 - Phương pháp điều chế tần số rời rạc (DMT).

19

1.5 Các phương pháp điều chế trong ADSL

1.5 Các phương pháp điều chế trong ADSL

1.5.1 Phương pháp điều chế biên độ cầu phương (QAM)

x value

Giá trị y

Giá trị x

Nhánh Q Nhánh I

Hình 1.12: Sơ đồ khối bộ điều chế QAM

1.5 Các phương pháp điều chế trong ADSL

1.5.1 Phương pháp điều chế biên độ cầu phương (QAM)

Hình 1.13:Sơ đồ khối bộ giải điều chế QAM

1.5 Các phương pháp điều chế trong ADSL 1.5.2 Điều chế biên độ/pha không sóng mang CAP

• CAP sử dụng toàn bộ dải thông từ 4kHz lên 1,1MHz như một kênh truyền

• Tuy nhiên chính sự vắng mặt của sóng mang lại tạo nên nhược điểm củaCAP đó là chòm sao mã hoá của CAP không cố định Do đó bộ thu CAP phải có chức năng quay để phát hiện ra vị trí có liên quan của chùm sao

• Sự khác nhau giữa CAP và QAM trong việc thực hiện chúng CAP khônggửi một chút sóng mang nào Tín hiệu điều chế được thực hiện một cách sốhoá nhờ sử dụng hai bộ lọc số với các đặc tính biên độ cân bằng và khácpha

• Phương pháp điều chế pha và biên độ không sóng mang này dựa trên

phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM

1.5 Các phương pháp điều chế trong ADSL

1.5.2 Điều chế biên độ/pha không sóng mang CAP

Hình 1.14: Sơ đồ khối hệ thống thu phát tín hiệu theo phương pháp CAP

Ưu điểm:

 Kỹ thuật hoàn thiện phát triển từ modem V34: Do CAP dựa trên QAM một cách trực tiếp, nên nó là một kỹ thuật hoàn thiện dễ hiểu, và do không có các kênh con nên thực thi đơn giản hơn DMT.

 Thích ứng tốc độ: Trong CAP, việc thích ứng tốc độ có thể đạt được bởi việc thay đổi kích cỡ chùm sao mã hoá (4-CAP, 64-CAP, 512-CAP…) hoặc là bằng cách

tăng hoặc giảm phổ tần sử dụng.

 Mạch thực hiện đơn giản.

24

1.5 Các phương pháp điều chế trong ADSL 1.5.2 Điều chế biên độ/pha không sóng mang CAP

 Nhược điểm:

• Không có sóng mang nên năng lượng suy giảm nhanh trên đường truyền, và

cũng do không có sóng mang mà tín hiệu thu chỉ biết biên độ mà không biết pha

do đó đầu thu phải có bộ thực hiện chức năng quay nhằm xác định chính xác

điểm tín hiệu.

• Không phải tất cả các kênh đều sử dụng để truyền tải thông tin Một số kênhđược dành cho quản lý mạng và các chức năng đo kiểm tra chất lượng.

• Các kênh hướng lên chiếm phổ tần thấp hơn

Hình 1.15: Sơ đồ điều chế DMT.

1.5 Các phương pháp điều chế trong ADSL

1.5.3 Phương pháp điều chế đa tần rời rạc (DMT)

Ưu điểm:

 Phát triển từ công nghệ modem V34: Modem ADSL dựa trên DMT là đạidiện cho sự tiến hoá từ kỹ thuật của modem V34 Modem DMT sử dụngQAM, triệt tiếng vọng, mã lưới đa kích cỡ, và sắp xếp hình sao

 Sự thực thi: truyền được tốc độ bit tối đa trong các khoảng băng tần nhỏ

 Thích ứng tốc độ: DMT linh hoạt hơn trong việc điều chỉnh tốc độ

truyền, nó có thể thích ứng tốc độ dữ liệu đối với điều kiện đường dây cụthể

 Nhược điểm:

• Do có nhiều sóng mang nên thiết bị rất phức tạp và đắt

1.5 Các phương pháp điều chế trong ADSL 1.5.3 Phương pháp điều chế đa tần rời rạc (DMT)

Hình 1.16: Đặc tính phổ tần tín hiệu CAP và DMT

Mã đường truyền tốt nhất cho ADSL là DMT:

1.5 Các phương pháp điều chế trong ADSL 1.5.4 So sánh DMT và CAP/QAM

• Tương hợp phổ tốt với ADSL và các hệ thống DSL khác

• Triệt phát xạ ở các dải tần vô tuyến nghiệp dư

• Hỗ trợ tất cả các yêu cầu tốc độ của ANSI và ETSI

• Thích ứng tốt với các kênh truyền có điều kiện và đặc tính nhiễu thay đổi

• Khả năng kháng nhiễu xung tự nhiên

• Khả năng chống nhiễu từ các tần số vô tuyến

• Sự thực hiện gần tối ưu trên tất cả mọi kênh truyền bao gồm cả những

kênh truyền bị nhiễu nghiêm trọng và có nhiều nhánh rẽ

1.6 Nhiễu trong ADSL

 Nhiễu trên đường dây thuê bao số phổ biến nhất là 2 loại nhiễu xuyên

âm thường thấy trong DSL: NEXT – xuyên âm đầu gần và FEXT – xuyên âm đầu xa.

30

Hình 1.17: Minh họa nhiễu xuyên âm.

Ngoài NEXT và FEXT, ADSL còn chịu ảnh hưởng của các loạinhiễu khác như:

 Nhiễu vô tuyến

1.7 Băng thông ADSL

32

• Khả năng truyền tải của ADSL trên đường xuống cơ bản là từ 2,048 Mbps tới 6.144Mbps, cự ly truyền có thể vào khoảng 3 km

• Cự ly truyền cao nhất có thể được là 9 km

• Tốc độ truyền có thể đạt được tới 52Mbps và 155Mbps nếu sử dụng sợiquang để truyền

fax, dữ liệu, thoại, dữ liệu tới Internet.

ADSL chỉ chuyển tải dữ liệu tới Internet

PSTN và ISDN cho phép chúng ta tuỳ chọn

ISP nào mà ta muốn kết nối

ADSL kết nối chúng ta tới một ISP định trước

ISDN chạy ở tốc độ cơ sở 64kbps hoặc

128kbps

ADSL có thể tải dữ liệu về với tốc độ tới 8Mbps

PSTN ngắt truy nhập tới Internet khi chúng ta

thực hiện cuộc gọi

ADSL cho phép ta lướt trên Internet trong khi vẫn có thể thực hiện cuộc gọi đồng thời

1.8 ƯU ĐIỂM CỦA ADSL

NỘI DUNG CHÍNH

34 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ADSL2+

2.1 ADSL2 2.1.1 Khái quát chung

Khi số lượng thuê bao tăng cùng với sự phát triển của các loại hình dịch vụ

Để đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao về chất lượng và số lượng Côngnghệ ADSL cũng phải phát triển theo yêu cầu này

ADSL2 là phiên bản cải tiến của ADSL được chuẩn hóa bởi ITU năm 2002 Công nghệ ADSL2 nhắm vào cải tiến kỹ thuật điều chế và mã hóa để tăng tốc độ đường xuống lên 12Mbps (so với 8Mbps của ADSL) và tốc độ

đường lên lên 1Mbps ADSL2 cũng giảm thiểu giao thoa trên đường truyền dẫn đến tăng khoảng cách truyền lên từ 5-10%

35

2.1 ADSL2 2.1.2 Các tính năng mới của ADSL2 so với ADSL

ADSL thế hệ 2 (ADSL2) cung cấp các đặc tính bổ sung so với ADSL thế

Các đặc tính liên quan PMD được bổ sung là:

 Chuẩn đoán: Bộ thu phát ADSL2 được tăng cường khả năng

chuẩn đoán và cung cấp các công cụ để giải quyết những vướngmắc.Các bộ thu phát ADSL2 cung cấp khả năng thực hiện đo tạp

âm đường dây, suy giảm mạch vòng và tỷ số tín hiệu trên tạp âm(SNR) tại hai đầu đường dây

 Thích ứng tốc độ: ADSL2 thích ứng liên tục tốc độ số liệu theo

thời gian thực

 Hỗ trợ khởi tạo nhanh: ADSL2 hỗ trợ cả hai chế độ là chế độ

khởi tạo thông thường và chế độ khởi tạo nhanh

37

2.1 ADSL2 2.1.2 Các tính năng mới của ADSL2 so với ADSL

 Cải thiện về mặt công suất:

38

2.1 ADSL2 2.1.2 Các tính năng mới của ADSL2 so với ADSL

Hình 2.1: Các chế độ công suất L0, L2 và L3

Các đặc tính liên quan đến PMS-TC được bổ sung là:

 Việc tạo khung linh hoạt hơn, hỗ trợ lên tới 4 kênh tải tin và 4 tuyếntrễ: Số liệu được truyền khác nhau có thể được tập hợp vào các cấutrúc khác nhau khi chúng truyền qua chức năng PMS-TC phát

 Giảm tiêu đề khung: Hệ thống ADSL2 giảm tiêu đề khung bằng cách

sử dụng khung với các tiêu đề của khung có thể lập trình được

39

2.1 ADSL2 2.1.2 Các tính năng mới của ADSL2 so với ADSL

2.1 ADSL2 2.1.3 So sánh ADSL2 với ADSL

có những cải tiến mới, mục đích chính là để kéo dài cự ly truyền và nâng cao tốc

độ truyền đồng thời cung cấp thêm cơ chế quản lý nguồn.

40

Hình 2.2: Hệ thống ADSL2 cải thiện khoảng cách so với ADSL

2.2 ADSL2+

2.2.1 Khái quát chung

Tháng 7 năm 2002, ITU (Liên minh viễn thông quốc tế) hoàn tất 2

chuẩn mới cho công nghệ ADSL, G.992.3 và G.992.4, được gọi chung

 Băng thông rộng hơn

43

2.2 ADSL2+

2.2.2 Các tính năng mới của ADSL2+

Hình 2.3: ADSL 2+ có băng thông luồng dữ liệu xuống tăng gấp đôi.

2.2 ADSL2+

2.2.2 Các tính năng mới của ADSL2+

Hình 2.4: Băng thông đường xuống và băng thông đường lên

Giảm xuyên nhiễu trên đường truyền

46

2.2 ADSL2+

2.2.2 Các tính năng mới của ADSL2+

Hình 2.6 ADSL2+ giảm xuyên nhiễu trên đường truyền.

Ghép để đạt tốc độ cao hơn: Có thể ghép tới 32 đôi dây.

47

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Bonded ADSL2+ ADSL2+

2.2.2 Các tính năng mới của ADSL2+

Hình 2.7: Ghép hai đường ADSL2+.

NỘI DUNG CHÍNH

48 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ADSL2+

3.1 Truy cập Internet tốc độ cao

49

3.2 Truyền hình theo yêu cầu (Video on Demand: VoD)

50

3.3 Truyền hình Giao thức Internet (IPTV- Internet Protocol Television)

51

3.4 Truyền số liệu

52

3.5 Hội nghị truyền hình (Video Conferencing)

53

3.6 Học tập từ xa (Telelearning)

54

3.7 Chơi Game tương tác trên mạng

55

3.8 Chữa bệnh từ xa (Tele Medicine)

56

3.9 Mua hàng qua mạng (Online Shopping)

57

3.10 Làm việc tại nhà (Telecommuting)

58