Tìm hiểu và nghiên cứu về”công nghệ ADSL

MỤC LỤCCHƯƠNG I4TỔNG QUAN VỀ ADSL41.1 Đặc Điểm ADSL41.2.Tốc Độ ADSL51.3. Dãy Tần Số Họat Động Của ADSL81.4.Truyền dẫn ADSL9CHƯƠNG II12KỸ THUẬT MÃ HÓA VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU122.1 Mã hóa đường truyền đa kênh :122.2 Mã hóa âm tần rời rạc DMT (Dicrete Multitone Modulation) :152.3 Điều chế pha biên độ không sóng mang CAP (Carrierless Amplitude)172.4 Các phương pháp truyền dẫn song công:202.4.1 Phương pháp FDM (Frequency Division Multiplex : ghép kênh phân chia theo tần số):212.4.2Phương pháp triệt tiếng vọng EC (Echo Cancellation):242.5các thuật toán chính trong mã hóa và giải mã262.5.1 mã kiểm tra crc: (mã kiểm tra dư chu kỳ)262.5.2 ngẫu nhiên hoá (scrambler)282.5.3 fec (forward error coding):302.5.4 phương pháp chèn:332.5.5 Điều biến đa kênh rời rạc DMT :372.6 điều biến biên độ cầu phương (qam) :50CHƯƠNG III52CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ADSL52CHƯƠNG IV70TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN ADSL VÀ ỨNG DỤNG TẠI NƯỚC TA HIỆN NAY704.1 Tình hình phát triển ADSL tại Việt Nam704.1.1. Sự ra đời của kỹ thuật ADSL tại Việt Nam704.1.2. Công nghệ ADSL tại Việt Nam704.1.3 Tìm hiểu cách thanh toán cước phí thuê bao ADSL734.1.4 DSLAM Một số cổng DSLAM tại Hà Nội744.2. Thách thức với các nhà cung cấp dịch vụ ADSL tại Việt Nam754.2.1. Cung vượt quá cầu754.2.2.Chất lượng đường dây764.2.3. Hướng giải quyết của các nhà cung cấp dịch vụ ADSL76KẾT LUẬN:79

MỤC LỤC

CHƯƠNG I 4

TỔNG QUAN VỀ ADSL 4

1.1 Đặc Điểm ADSL 4

1.2.Tốc Độ ADSL 5

1.3 Dãy Tần Số Họat Động Của ADSL 8

1.4.Truyền dẫn ADSL 9

CHƯƠNG II 12

KỸ THUẬT MÃ HÓA VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU 12

2.1 Mã hóa đường truyền đa kênh : 12

2.2 Mã hóa âm tần rời rạc DMT (Dicrete Multitone Modulation) : 15

2.3 Điều chế pha & biên độ không sóng mang CAP (Carrierless Amplitude) 17

2.4 Các phương pháp truyền dẫn song công: 20

2.4.1 Phương pháp FDM (Frequency Division Multiplex : ghép kênh phân chia theo tần số): 21

2.4.2Phương pháp triệt tiếng vọng EC (Echo Cancellation): 24

2.5 các thuật toán chính trong mã hóa và giải mã 26

2.5.1 mã kiểm tra crc: (mã kiểm tra dư chu kỳ) 26

2.5.2 ngẫu nhiên hoá (scrambler) 28

2.5.3 fec (forward error coding): 30

2.5.4 phương pháp chèn: 33

2.5.5 Điều biến đa kênh rời rạc DMT : 37

2.6 điều biến biên độ cầu phương (qam) : 50

CHƯƠNG III 52

CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ADSL 52

CHƯƠNG IV 70

TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN ADSL VÀ ỨNG DỤNG TẠI NƯỚC TA HIỆN NAY 70

4.1 Tình hình phát triển ADSL tại Việt Nam 70

4.1.1 Sự ra đời của kỹ thuật ADSL tại Việt Nam 70

4.1.2 Công nghệ ADSL tại Việt Nam 70

4.1.3 Tìm hiểu cách thanh toán cước phí thuê bao ADSL 73

4.1.4 DSLAM- Một số cổng DSLAM tại Hà Nội 74

4.2.1 Cung vượt quá cầu 75

4.2.2.Chất lượng đường dây 76

4.2.3 Hướng giải quyết của các nhà cung cấp dịch vụ ADSL 76

KẾT LUẬN: 79

LỜI NÓI ĐẦU

Những năm đầu của thế kỉ XXI, được coi là kỷ nguyên của công nghệ

thông tin, thông tin học có ý nghĩa đến sự thành công và phát triển của một

quốc gia

Trong giai đoạn công nghiệp hoá - hiện đại hoá, nhu cầu tìm kiếm và traođổi thông tin đã làm cho mạng Internet ra đời Các cơ quan, tổ chức đều nhận

thức được tính ưu việt của xử lý thông tin qua mạng Kết nối mạng không thể

thiếu cho các hoạt động xã hội nói chung và công nghệ thông tin nói riêng

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ ADSL ra đời đã đáp ứngcho việc xử lý thông tin một cách thuận tiện nhanh chóng, chính xác và đạt hiệuquả công việc cao

Trong khuôn khổ đề tài thực tập tốt nghiệp hệ kỹ sư trường đại học công nghiệp hà nội, em tìm hiểu và nghiên cứu về”công nghệ ADSL”

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ ADSL

ADSL là kỹ thuật truyền thông băng rộng sử dụng đường cáp đồng điệnthọai sẳn có tại nhà khách hàng để truy nhập internet tốc độ cao Khái niệm ADSLxuất hiện từ năm 1989 tại Mỹ, ADSL bắt đầu thử nghiệm vào năm 1995 và pháttriển đến nay

ADSL truyền dữ liệu có tốc độ của luồng dữ liệu xuống (downsttream)nhanh hơn tốc độ truyền của luồng dữ liệu lên (upstream)

1.1 Đặc Điểm ADSL

- Internet và voice/fax cùng đi chung trên một đôi cáp điện thọai nhưng hailuồng tín hiệu gồm : dữ liệu và thọai truyền đi riêng biệt không chồng lấn nhau,không làm ảnh hưởng đến các dịch vụ điện thọai đã có như: hộp thư thọai, hiển thị

số máy gọi đến, chờ cuộc gọi

- ADSL cho kết nối internet nhanh gấp 160 lần kiểu kết nối modems analogchuẩn V90/56kbps

- Kết nối theo kiểu thường trực (always on), vì thọai và dữ liệu truyền riêng

lẻ nhau, khi kết nối truy nhập internet thường trực nhưng không làm bận hay giánđọan cuộc gọi đến trên đường dây điện thoại Không sử dụng kết nối, giải tỏa, bị tínhiệu bận hoặc bị mất thời gian trong quá trình mở trình duyệt truy nhập internet

- Sử dụng đầy đủ tốc độ của đường kết nối Nếu tốc độ của đường ADSL là1.5Mbps thì người dùng sử dụng đủ tốc độ kết nối internet 1.5Mbps Chia sẽ băngthông với nhiều users khác nhau nhưng không làm giảm tốc độ truyền

- Có độ tin cậy cao, thậm chí trong trường hợp mất nguồn thì ta vẩn có thể

gọi điện thọai bình thường.

- Có tính bảo mật, an tòan dữ liệu Đây là một ưu điểm nỗi trội của ADSLmỗi mạch điện là một kết nối riêng biệt Hay nói cách khác, mỗi thuê bao trongmạng chỉ dùng một kết nối riêng biệt

- Băng thông (đáp ứng tần số) của sợi cáp đồng

Đôi dây cáp đồng xoắn chỉ thích hợp cho tín hiệu audio tần số thấp, vì thếcáp đồng thì không thích hợp với tín hiệu có tần số cao Tín hiệu anlog (tín hiệuthọai) thì có tần số đến 3.4 kHz và công nghệ xDSL sử dụng tần số đến 1.1 MHz

Hình 1.2 băng thôngBởi vì khi tín hiệu có tần số cao truyền trên cáp đồng sẽ bị suy hao lớn Đápứng tần số của tín hiệu truyền trên đôi cáp đồng phụ thuộc vào các thông số sau:đường kính của cáp đồng (gauge), môi trường xung quanh cáp

Bảng thông số-Nhiểu xuyên kênh (Crosstalk)

Nhiểu xuyên kênh xảy ra làm suy giảm năng lượng tín hiệu truyền trên cápđồng Xuyên kênh làm ảnh hưởng rất lớn đến kỹ thuật DSL trên mạch vòng (localloop) thuê bao

+ Xuyên kênh gây ra bởi các hiện tượng cảm ứng điện từ bởi các đường dây cùngsợi cáp

+ Xuyên kênh của đường cáp lớn sang đường cáp nhỏ

+ Càng nhiều đường dây ADSL càng tăng xuyên kênh

+ Xuyên kênh tăng theo tần số

Xuyên kênh được chia làm hai lọai: xuyên kênh đầu gần (NEXT: Near EndCrosstalk) và xuyên kênh đầu xa (FEXT: Fax End Crosstalk).

- NEXT: xảy ra khi bộ thu DSL bị nhiễu từ tín hiệu DSL khác trên cùng đầucáp.NEXT sẽ rất trầm trọng nếu tín hiệu của hai hướng truyền có cùng dãy tần số

vì thế trong ADSL để hạn chế Next ta dùng tần số downstream khác tần sốupstream

- FEXT: xảy ra khi bộ thu DSL bị nhiễu từ tín hiệu DSL khác từ phía đầucáp ở xa

NEXT sẽ rất trầm trọng nếu tín hiệu của hai hướng truyền có dãy tần số khácnhau

- Ảnh hưởng của NEXT và FEXT

Trong một số trường hợp, modem1 nhận được một số tín hiệu từ modem2 donhiểu crosstalk giữa hai đôi cáp 1 và 2

Hình 1.3 nhiễu crosstalk-Đường dây điện thọai bị ảnh hưởng nhiểu từ các nguồn tín hiệuRadio.Đường dây điện thọai bị xâm nhập nhiểu sóng điện từ hay nhiểu tín hiệuđiện các nguồn khác như: Sóng radio phát thanh, động cơ điện, sét, đèn hùynhquang tín hiệu nhiểu này sẽ làm suy giảm tín hiệu DSL truyền trên đường dâyđiện thọai

-Ảnh hưởng của cuộn tải (load coil): tác dụng của cuộn tải là khử dungkháng trên các đường dây thuê bao dài Cuộn tải làm tăng suy hao với tín hiệu tần

số cao Vì thế tín hiệu DSL không truyền qua được trên đường dây thuê bao cócuộn tải, nên phải gỡ bỏ cuộn tải

-Rẽ nhánh (Bridge taps)

Rẽ nhánh trong đường dây điện thọai sẽ làm triệt tiêu một số tín hiệu truyền

do bị phản xạ từ rẽ nhánh Rẽ nhánh sẽ làm tăng nhiểu, tăng suy hao

- Suy giảm tín hiệu do mối nối (line splice attenuation) và suy giảm do điệntrở đường dây điện thọai (line resistance attenuation)

Suy hao trên đường dây sẽ tăng theo chiều dài cáp và tần số tín hiệu truyền,suy hao trên đường dây sẽ giảm khi kích thước đường kính dây lớn Số mối nối trêncáp càng nhiều thì suy hao tín hiệu càng lớn Tất cả chúng làm ảnh hưởng đến tốc

độ truyền của DSL trên đường cáp điện thọai

Hình 1.4 suy hao đường truyền

1.3 Dãy Tần Số Họat Động Của ADSL

Thiết bị ADSL kết nối với mỗi modem ADSL bằng đôi cáp điện thọai theo 3kênh truyền dữ liệu như sau:

- Kênh truyền dữ liệu xuống tốc độ cao từ 1.5 đến 6.1Mbps (tối đa 8Mbps)

- Kênh truyền dữ liệu lên tốc độ từ 16 đến 640 kbps (tối đa 1.5Mbps)

- Kênh truyền dịch vụ điện thọai truyền thống (voice)

1.4.Truyền dẫn ADSL

Khái niệm ADSL có hai phần cơ bản: (1) Xuyên âm đầu gần giảm do có tốc

độ bit phát và dải tần thấp hơn nhiều tốc bit độ thu và (2) truyền tải đồng thờiPOST và dữ liệu bằng cách truyền dữ liệu trong dải băng tần trên băng tần thoại.Truyền dẫn hai hướng tốc độ nhiều Mbit/s không dùng trên phần lớn các đường dâyđiện thoại do hiệu ứng kết hợp của suy giảm mạch vòng và xuyên âm Như chỉ ra ở

hình dưới, năng lượng tín hiệu nhận được giảm đi tương ứng với tần số và nhiễu

xuyên âm nhận được tăng theo tần số Do đó truyền dẫn hai hướng không thể thựchiện được ở những tần số mà nhiễu xuyên âm lấn át tín hiệu nhận

Hình 1.5 Truyền dẫn hai hướng bị giới hạn ở các tần số thấp

ADSL thực hiện truyền dẫn hai hướng tại những nơi có thể: dưới tần số cắthai hướng Tần số cao không thích hợp cho truyền dẫn hai hướng được sử dụng chotruyền dẫn một hướng Điều này cho phép tốc độ thu vượt xa tốc độ có thể ở truyềndẫn hai hướng

Nhiều hệ thống ADSL sử dụng kỹ thuật truyền dẫn ghép kênh theo tần số, kỹthuật này đặt truyền dẫn phát ở dải tần số tách khỏi dải tần thu để trách tự xuyên

âm Dải tần bảo vệ là cần thiết giúp cho các bộ lọc ngăn tạp âm POTS (Dịch vụđiện thoại thong thường trong chuyển mạch kênh thoại tương tự) can nhiễu vàotruyền dẫn số Một số hệ thống ADSL sử dụng kỹ thuật truyền dẫn triệt tiếng vọng

ECH, nơi dải tần phát được đặt trong dải tần thu Bằng cách chồng dải tần, tổng

bang tần có thể giảm

Do không có tự xuyên âm ở đầu cuối CO, nên ghép kênh phân chia theo tần

số FDM ADSL làm việc theo hướng phát tốt hơn nhiều so với xoá tiếng vọng ECHADSL Tuy nhiên dải thông thu của ADSL cho phép làm việc theo hướng thu, đốivới các mạch vòng là ngắn hơn

Hoạt động của DSL đối xứng ban đầu bị hạn chế bởi tự xuyên âm đầu gần(self-NEXT) ADSL khắc phục được self NEXT ở đầu cuối khách hàng đơn giảnbằng cách giảm nguồn được NEXT Bằng cách giảm tốc độ bit phát, kênh phát cóthể đặt vị trí để xuyên âm vào truyền dẫn thu là ít nhất Đối với ADSL, sự thu nhậncủa kênh phát được xếp đặt dễ dàng hơn bằng cách đặt nó ở tần số thấp hơn nơi màsuy hao mạch vòng là thấp và nhiễu xuyên âm cũng thấp hơn

Hệ thống ADSL ứng dụng kỹ thuật truyền dẫn tiên tiến để nâng cao hoạtđộng Điều chế và sắp đặt tần số của tín hiệu phát được tự làm thích ứng để đạtđược mức hoạt động tối ưu nhất từ các đặc tính liên quan tới đường dây thuê bao

sử dụng Mã Trellis được sử dụng để giảm hiệu ứng nhiễu băng tần rộng Các bộcân bằng có khả năng thích nghi chống lại nhiễu băng hẹp ví dụ như nhiễu tần sốphát thanh (RFI) Mã điều khiển lỗi hướng đi và cài xen (interleaving) ngăn chặnnhiễu xung Interleaving chống lại lỗi xuất hiện đột ngột bằng cách thay đổi cáckhối dữ liệu vì thế mà sự xuất hiện đột ngột lỗi kéo dài dẫn đến có một số ít lỗitrong một khối dữ liệu (có thể sửa được) thay vì một lượng lỗi lớn xảy ra trong mộtkhối (không thể sửa được) Với độ sâu interleaving 20 ms sẽ chống lại nhiễu độtbiến có khoảng thời gian là 500 us Tuy nhiên mức interleaving này gây ra trễtruyền bổ sung mà có thể làm chậm lại băng thông của các thủ tục Ví dụ như TCP/

IP yêu cầu phải có các gói tin phúc đáp trước khi dữ liệu tiếp theo được truyền

CHƯƠNG II

KỸ THUẬT MÃ HÓA VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU

Các phương pháp điều chế CAP (Điều chế biên độ pha không sóng mang) vàDMT (Đa kênh rời rạc) là các mã đường truyền sử dụng hữu ích cho vùng tần sốcao nằm trên dải băng tần thoại Hai phương pháp mã hoá này là rất khác nhau vềphương pháp thực hiện, do đó bộ thu phát DMT không thể tương thích với bộ thuphát CAP

2.1 Mã hóa đường truyền đa kênh :

Phương pháp truyền dẫn đa kênh phân chia các đường DSL thành hàng trămcác đường truyền nhỏ hơn, dễ truyền hơn Tốc độ số liệu là tổng tốc độ truyền trêncác kênh nhỏ này Phương pháp chung nhất là truyền dẫn trên các băng tần hẹpkhông có hiện tượng chồng lấn Mã hóa đường truyền đa kênh có chất lượng caonhất và cơ bản đã được tối ưu hóa cho kênh bị hiện tượng xuyên nhiễu Đặc điểmchính của truyền dẫn đa kênh là làm tương thích tín hiệu đầu vào với các đặc trưngriêng của đường dây điện thoại Điều này cho phép nâng cao đáng kể về cự ly và độtin cậy, hai tham số chính làm ảnh hưởng đến chi phí khi thiết kế hệ thống Chính

vì vậy mã truyền dẫn đa kênh được sử dụng phổ biến trong các đường truyền DSL

Phương thức truyền dẫn đa kênh đem lại chất lượng cao được sử dụng trongđường truyền ADSL Bộ cân bằng chỉ có thể hạn chế một phần hiện tượng xuyênnhiễu và được sử dụng trong sơ đồ tách tối ưu một phần Khi hiện tượng xuyênnhiễu trở nên nghiêm trọng, các bộ cân bằng trở nên rất phức tạp và giảm chấtlượng càng lớn so với giá trị lý thuyết Giải pháp sử dụng ở đây là phân chia kênhtruyền dẫn thành một số các kênh AWGN( Additive Gaussian White Noise : nhiễutrắng Gaussian cộng thêm) nhỏ hơn Lý thuyết này do Shannon đưa ra trong lýthuyết toán thông tin của ông nhằm chia kênh thành một số lớn các kênh AWGNbăng tần hẹp Các kênh này thường được tách thành các băng tần kế tiếp nhauriêng biệt và gọi là truyền dẫn đa sóng mang hay đa tín hiệu Nếu các kênh truyền

dẫn đa tín hiệu có băng tần đủ hẹp thì xuyên nhiễu sẽ ít hơn hoặc không có vàchúng có thể được xem là kênh AWGN Thay vì sử dụng các bộ cân bằng phức tạpchỉ cần sử dụng các bộ tách/ghép tín hiệu tới và từ các kênh nhỏ Truyền dẫn đasóng mang hiện đã được tiêu chuẩn hóa và sử dụng do việc tạo các kênh nhỏ đơngiản khi có các bộ xử lý tín hiệu số Bộ cân bằng các sóng mang rộng có thể đượcthay thế bằng số ít hơn các bộ cân bằng sử dụng bộ sóng mang hay đa sóng mangtheo lý thuyết của Shannon và có thể được sử dụng hay hiểu đơn giản hơn Dunglượng của kênh sẽ là tổng của các kênh độc lập song song với nhau làm cho việctính toán tốc độ số liệu cực đại của kênh theo lý thuyết hay sử dụng độ hiệu quảcủa SNR tính các tốc độ thực tế sẽ đơn giản hơn Khái niệm cơ bản về đa tần rời

rạc hay đường truyền đa kênh được mô tả trên hình Trong trường hợp này ta xem

xét hai đường truyền DSL có hiện tượng xuyên nhiễu ISI nghiêm trọng, nếu đượctruyền dưới dạng kênh đơn băng rộng Người ta phân chia phổ của tín hiệu phátthành các các băng hẹp hơn và các kênh này truyền qua kênh dự kiến truyền tảithông tin Cần chú ý là bộ thu có bộ lọc tương thích với từng bộ lọc thông thấpphía phát do đó dễ dàng tạo thành bộ thu giống nhau cực đại Các kênh có chấtlượng tốt hơn sẽ truyền tải nhiều thông tin hơn các kênh còn lại Nếu các kênh này

đủ hẹp thì sẽ không cần đến bộ cân bằng

Hình 2.1 Đa tần rời rạcTập hợp các tỷ số tín hiệu/tạp âm là rất cần thiết để tính chất lượng của kênh.Giả thiết là ta có N kênh mỗi kênh có

Số bít trung bình là số bít truyền trên mỗi kênh chia cho số kênh(giả thuyết ởđây là N) như sau:

Trong đó SNRgeo là tín hiệu tạp âm về hình học hay giá trị trung bình nhâncủa 1+SNR/T

Tổng của các kênh độc lập song song được xem là nhiễu trắng Gaussian cóSNRgeo bằng giá trị trung bình nhân của các kênh nhỏ SNR SNRgeo có thể xemnhư SNR của hệ thống cân bằng thông băng và băng tần cơ bản Tỷ số nhiễu/tạp

âm SNRgeo có thể được cải thiện đáng kể khi phân bố năng lượng qua tất cả haymột số kênh không đồng đều và cho phép nâng cao chất lượng của hệ thống

2.2 Mã hóa âm tần rời rạc DMT (Dicrete Multitone Modulation) :

Modem ADSL dựa trên DMT bao gồm rất nhiều (256) modem mini, mỗimodem có bang tần 4KHz hoạt động đồng thời DTM sử dụng rất nhiều kênhmang để tạo thành các kênh con, mỗi kênh con mang một phần nhỏ của tổng sốthông tin Các kênh con này được điều chế một cách độc lập với tần số mang tươngứng với tần số trung tâm của kênh con và được xử lý song song Mỗi kênh conđược điều chế sử dụng QAM và có thể mang từ 0 đến 15bit/symbol/Hz Số bit thực

tế được mang trên một kênh phụ thuộc vào đặc tính đường dây Các kênh con trungtâm có thể không được sử dụng do giao thoa ngoài giữa các kênh con DMT đượcminh hoạ trong hình

Hình 2.2 Đa tần rời rạc

Theo lý thuyết, dải băng tần lớn nhất hướng lên là 25 kênh x

15bit/symbol/Hz/kênh x 4KHz = 1,5 Mbps

Dải băng tần lớn nhất hướng xuống là: 249kênh x 15 bit/symbol/Hz/kênh x4KHz = 14,9 Mbps

Ở máy thu tín hiệu được nhận từ kênh truyền được đưa đến bộ biến đổi

tương tự sang số , gỡ bỏ các CP(Cyclic Prefix : tiền tố chu kỳ) và biến đổi ngược

trở lại dạng phức nhờ phép biến đổi DFT Mỗi giá trị ở ngõ ra là một số phức đạidiện cho biên độ và pha của tần số phân kênh tương ứng Tập các giá trị phức này,mỗi giá trị đại diện cho 1 phân kênh gọi là phổ miền tần số (FEQ : FrequencyDomain Equalisation) Sau FEQ, một bộ dò không nhớ giải mã các ký hiệu phụnhận được Như vậy, các hệ thống DMT không bị ảnh hưởng bởi lan truyền sai domỗi ký hiệu phụ đều được giải mã độc lập với các tín hiệu khác

Khi DMT được sử dụng làm phương pháp mã hoá cho ADSL thì nó

tạo ra một số ưu,khuyết điểm sau:

Ưu :

-Phát triển từ công nghệ modem V34: modem V34 sử dụng một số kỹ thuậttiên tiến để đạt được tối đa tốc độ dữ liệu trên đường dây điện thoại Modem ADSLdựa trên DMT là đại diện cho sự tiến hoá từ kỹ thuật của modem V34 Modem

DMT sử dụng QAM, 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 bởi

vì các kênh con độc lập có thể thao tác một cách riêng biệt với các điều kiện đườngdây được xem xét DMT đo tỉ số S/N một cách riêng biệt đối với mỗi kênh con và

ấn định số bit được mang bởi mỗi kênh con tương ứng Thông thường, các tần sốthấp có thể mang nhiều bit bởi vì chúng bị suy hao nhỏ hơn tại tần số cao

-Thích ứng tốc độ: DMT linh hoạt hơn trong việc điều chỉnh tốc độ truyền, nó

có thể thích ứng tốc độ dưc liệu đối với đường dây cụ thể Mỗi kênh con mang một

số bit cụ thể phụ thuộc vào tỉ số S/N Bằng việc hiệu chỉnh số bit trên một kênh,DMT có thể tự động điều chỉnh tốc độ bit dữ liệu

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

2.3 Điều chế pha & biên độ không sóng mang CAP (Carrierless Amplitude)

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

phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM Vì thế phương pháp này

hoạt động tương tự như phương pháp QAM Tương tự như QAM, CAP sử

dụng cả điều chế biên độ và điều chế pha, như chỉ ra trong hình sau:

Hình 2.3 Chòm sao mã hóa cho CAP64

Sự khác nhau giữa CAP và QAM trong việc thực hiện chúng Với QAM, haitín hiệu được kết hợp trong một miền tương tự Tuy nhiên, do tín hiệu sóng mangkhông mang thông tin, nên CAP không gửi một chút sóng mang nào Tín hiệu điềuchế được thực hiện một cách số hoá nhờ sử dụng hai bộ lọc số với các đặc tính biên

độ cân bằng và khác pha Tín hiệu điều chế của CAP là số chứ không phải là tương

tự do đó tiết kiệm được chi phí Tuy nhiên chính sự vắng mặt của sóng mang lại tạonên nhược điểm của CAP đó là chòm sao mã hoá của CAP không cố định (trongkhi chòm sao mã hoá của QAM là cố định) Do đó bộ thu CAP phải có chức năngquay để phát hiện ra vị trí có liên quan của chùm sao

Dưới đây là sơ đồ thu phát tín hiệu theo phương pháp điều chế CAP Các bit

dữ liệu được đưa vào bộ mã hoá, đầu ra bộ mã hoá là các symbol được đưa đến các

bộ lọc số Tín hiệu sau khi qua bộ lọc số đồng pha và bộ lọc số lệch pha 900 sẽ

được tổng hợp lại, đi qua bộ chuyển đổi D/A, qua bộ lọc phát và tới đường truyền.

Tại đầu thu, tín hiệu nhận được qua bộ chuyển đổi A/D, qua các bộ lọc thíchứng và đến phần sử lý sau đó là giải mã.Bộ lọc phía thu và bộ lọc sử lý là một phầncủa việc cân bằng điều chỉnh để chỉnh méo tín hiệu

Sơ đồ thu phát tín hiệu theo phương pháp CAP

CAP tạo các thuận lợi sau :

o Kỹ thuật hoàn thiện phát triển từ modem V34: Do CAP dựa trênQAM một cách trực tiếp, nên nó là một kỹ thuật hoàn thiện dễ hiểu, và dokhông có các kênh con nên thực thi đơn giản hơn DMT

o Thích ứng tốc độ: Trong CAP, việc thích ứng tốc độ có thể đạt đượcbởi 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

o Mạch thực hiện đơn giản

Nhược điểm của phương pháp CAP:

Không có sóng mang nên năng lượng suy giảm nhanh trên đường truyền, vàcũng 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 điểmtín hiệu

Có rất nhiều bàn cãi về việc sử dụng DMT hay CAP làm mã đường truyềncho ADSL, mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng của nó DMT

có khả năng thích ứng nhanh với thay đổi đường dây, CAP cũng có khả năng nhưvậy Nhưng hiện nay DMT được sử dụng làm mã đường truyền cho ADSL Tuynhiên, theo sự phân tích ban đầu thì DMT được nhiều tổ chức chuẩn hoá đồng ý sửdụng truyền cho ADSL full-rate và ADSL Lite

Trái ngược với DMT, CAP sử dụng hoàn toàn dải băng khả dụng (ngoại trừdải băng tần thoại), do đó không có các kênh con trong CAP Nói cách khác, DMT

và CAP đều dựa trên QAM, nhưng sự khác nhau căn bản nhất là DMT sử dụngQAM trên mỗi kênh con còn CAP phân bố đều năng lượng qua toàn dải tần Các hệthống CAP sử dụng ghép phân chia theo tần số FDM để tách các tần số trong kênhhướng lên và hướng xuống

2.4 Các phương pháp truyền dẫn song công:

Hầu hết các dịch vụ DSL đòi hỏi hai chiều (song công) trong việc truyền dữliệu,thậm chí tốc độ bit theo các hướng ngược nhau là không đối xứng Các modemDSL sử dụng các phương thức song công để tách biệt các tín hiệu trên các hướngngược nhau Có 4 phương thức song công khác nhau: song công 4 dây, triệt tiếngvọng, song công phân chia theo thời gian,và song công phân chia theo tần số.Phương thức song công triệt tiếng vọng và song công phân chia theo thời gian được

sử dụng trong modem ADSL

2.4.1 Phương pháp FDM (Frequency Division Multiplex : ghép kênh phân chia theo tần số):

Trong phương pháp này dải tần được chia thành hai phần đường lên và

đường xuống khác nhau Hình dưới đây thể hiện sự phân chia đó với fb1 và fb2 là

độ rộng dải tần ở hai băng

Hình 2.4 Phân chia băng tần của phương pháp FDM

Ghép kênh phân chia theo tần số lần lượt truyền theo các hướng khác nhautrong các giải tần không trùng nhau, như được chỉ ra trong hình vẽ trên FDM loại

bỏ NEXT nếu tất cả các đường sử dụng cùng khoảng băng thông Một phương thứclựa chọn FDM đối với ADSL (phù hợp với triệt tiếng vọng) cho phép dành riêngbăng thông tới 138 kHz đầu tiên cho đường truyền hướng lên và tuân thủ theochuẩn T1.413 Phương thức này thường được sử dụng ở Mỹ Tuy nhiên, năng lực

xử lý thường được thỏa hiệp trong cấu hình này, và băng thông hướng lên đã hạnchế tốc độ dữ liệu dưới mức mong muốn đối với một vài dịch vụ (ví dụ: truy nhậpInternet)

Nhiều hệ thống ADSL sử dụng kỹ thuật truyền dẫn ghép kênh theo tần số, kỹthuật này đặt truyền dẫn phát ở dải tần số tách khỏi dải tần thu để tránh tự xuyên

âm Dải tần bảo vệ là cần thiết giúp cho các bộ lọc ngăn tạp âm POTS can nhiễuvào truyền dẫn số.

Hình 2.5 FDM ADSL

Sơ đồ thực hiện truyền:

Hình 2.6 Sơ đồ thu phát theo FDM

Thường đường lên sử dụng băng tần thấp, đường xuống ở băng tần cao vàbăng xuống rộng hơn băng lên

Ưu điểm của phương pháp FDM:

o Do băng tần lên và xuống tách biệt nên giảm được can nhiễu trong mộtđôi dây, triệt được xuyên âm đầu gần

o Không cần đồng bộ giữa phát và thu

Nhược điểm:

o Băng tần sử dụng lớn, gây lãng phí băng tần

o Ở thành phần tần số cao sẽ bị suy hao nhiều

o Khi khoảng cách tăng lên, tín hiệu trên đường dây chịu ảnh hưởng củanhiều tần số, suy hao tần số cao rõ hơn do đó tổng suy hao tăng

o Vẫn có xuyên âm đầu gần trong hai đôi dây khác nhau do các hãng sản

suất khác nhau sử dụng các băng tần khác nhau

o Ảnh hưởng tới các dịch vụ khác và bị ảnh hưởng bởi các dịch vụ khác

do tần số truyền cao

2.4.2Phương pháp triệt tiếng vọng EC (Echo Cancellation):

Phương pháp triệt tiếng vọng EC sử dụng một kênh duy nhất cho cả phát và thunên cần có một bộ triệt tiếng vọng phía thu Một số hệ thống ADSL sử dụng kỹ

thuật triệt tiếng vọng EC, nơi dải tần phát được đặt trong dải tần thu Xem hình dưới Bằng cách chồng dải tần, tổng băng tần truyền có thể giảm Tuy nhiên, ECH

khó tránh được tự xuyên nhiễu và khi thực hiện cần có xử lý số phức tạp hơn

Hình 2.7 EC ADSL

Song công triệt tiếng vọng đạt được tốc độ truyền dữ liệu của song công 4dây trên một đôi dây xoắn Triệt tiếng vọng là dạng phổ biến nhất của ghép kênhtrong DSL hiện đại, đang được chuẩn hoá để sử dụng trong ISDN, HDSL, vàADSL “Tiếng vọng” là sự phản xạ của tín hiệu phát vào bộ thu đầu gần Tiếng

vọng đáng ngại là bởi vì các tín hiệu đi theo cả hai hướng của truyền dẫn số vàcùng tồn tại trên các đường truyền dẫn đôi dây xoắn, do vậy tiếng vọng là tạp âmkhông mong muốn.

Tiếng vọng là một phiên bản bị lọt ra của tín hiệu phát Bộ triệt tiêu tiếngvọng tạo ra một bản sao của tín hiệu phát bị lọt ra và loại bỏ nó ra khỏi tín hiệunhận

Các bộ triệt tiếng vọng phải có khả năng loại bỏ tiếng vọng khoảng 50 dBhoặc cao hơn đối với ISDN, khoảng 60dB hoặc cao hơn đối với HDSL, và khoảngtrên 70 dB đối với ADSL Các mức độ triệt tiếng vọng là khác nhau bởi vì HDSL

và sau đó là ADSL sử dụng các tần số cao hơn sẽ suy hao lớn hơn, điều đó cónghĩa là bộ nhận phải giảm tiếng vọng tần số cao xuống mức thấp hơn các tần sốnhận nhỏ nhất Để đạt được độ loại bỏ tiếng vọng cao, bộ triệt tiếng vọng phảiquyết định các hệ số tiếng vọng tương thích với độ chính xác cao Triệt tiếng vọngphức tạp hơn so với ghép kênh 4 dây Tuy nhiên, tiến tới các mức độ xử lý tín hiệu

số cao trong VLSI (Very Large Scale Intergrate ), triệt tiếng vọng thậm chí đối vớihầu hết các trường hợp khó (ADSL) thì thường có chi phí không đáng kể vàthường được sử dụng trong thực tế

2.5 các thuật toán chính trong mã hóa và giải mã

2.5.1 mã kiểm tra crc: (mã kiểm tra dư chu kỳ)

Hình 2.8 sơ đồ mã kiểm tra dư chu kỳADSL sử dụng các mã kiểm tra CRC để phát hiện các lỗi trong khối các bit /bytes được truyền qua kênh truyền ADSL Một tới hai byte chẵn lẽ được thêm vàocuối các bytes thông tin dùng để kiểm chứng việc nhận chính xác các bytes thôngtin ở máy thu Thông thường các xung đột CRC, tương ứng với các lỗi được pháthiện, sử dụng tại chức năng bảo dưỡng mức độ cao hơn để chẩn đoán hoặc thiếplập lại đường truyền DSL Các mã kiểm tra CRC này nằm ngoài mã hóa RS và dovậy phát hiện các lỗi không được hiệu chỉnh bởi mã RS

Mã kiểm tra CRC ở mức bit dựa trên các mã nhị phân tuần hoàn, chuỗi cácbytes bản tin được xử lý như là một chuỗi bit và đa thức nhị phân được lập để biểudiễn bản tin như sau:

Thông thường r = 8,12,16 bit (1->2 bytes ) được thêm vào bản tin dạng đa thứckiểm tra nhị phân C(Z)= c0*Z^(r-1)+c1*Z^(r-2)+…+c(r-2)*Z+c(r-1) bằng phépcộng nhị phân m(Z)*Z(r)+c(Z)

Đa thức kiểm tra được xác định là phần dư của phép chia m(Z) cho g(Z), là

đa thức nhị phân mô tả mã CRC :

c(Z) = m(Z) mod g(Z)

Ở đầu thu các phép chia sẽ được lặp lại và các phần dư sẽ được so sánh.Nếucác phần dư không khớp, xung đột CRC được thông báo, và chắc chắn là lỗi xảy ratrên đường truyền Chỉ có một số mẫu lỗi rất đặc biệt trong kênh truyền làm cho cócùng số dư, và tạo ra các lỗi không phát hiện được Các mẫu đặc biệt này tương ứngvới các từ mã dạng mã tuần hoàn nhị phân

Bit đầu tiên được truyền là m0 và các bit thông tin tiếp theo tới mk-1, sau đó

là các bit kiểm tra Các phần tử trễ ban đầu được đặt bằng không và chứa phần dư /các bit kiểm tra sau khi K bit thông tin được chuyển qua mạch Một mạch giống hệtnhư vậy ở đầu thu kiểm tra phần dư theo các bit kiểm tra đầu ra của bộ tách ADSL

Để xác định xác suất xảy ra các lỗi bị bộ kiểm tra CRC bỏ qua, cần chú ý :

1 Tất cả các lỗi bit đơn đều được phát hiện vì đa thức lỗi với một

số đơn không thể chia hết cho g(Z)

2 Tất cả các lỗi bit kép đều được phát hiện (bởi vì g(Z) có một hệ

số là đa thức nguyên thủy, hệ số không thể chia thành đa thức hai sốhạng bất kỳ trừ các lỗi được cách bởi 2r-1-1 bit, nó nhằm ở giới hạntrên của chiều dài đa thức thông tin mà thực tế không thể vượt qua được

3 Tất cả các số lẻ lỗi bit được phát hiện (vì hệ số 1+Z trong

g(D)g(Z) không chia hết đa thức lỗi bất kỳ với số lẻ 1 trong nó.) trongtrường hợp trạng thái ổn định của ADSL, điều này không được bảođảm.

4 Các lỗi với chiều dài nhỏ hơn hoặc bằng r (vì phần dư sau khichia sẽ là bội số của g(z) khi nó cùng bậc)

5 Phần lớn các lỗi xung dài hơn

Rõ ràng là các kiểm tra CRC sẽ xác định nhanh chóng ADSL, nhưng khôngthể chỉ dựa vào CRC để đảm bảo là tất cả dữ liệu luôn được truyền đúng Do đó các

sự cố CRC thường được báo về cho thiết bị bảo dưỡng cho ADSL để thực hiện sửachữa hoặc thay thế thiết bị ADSL nếu nhận được vài lỗi ADSL sử dụng kiểm traCRC 8 bit

2.5.2 ngẫu nhiên hoá (scrambler)

Hình 2.9 sơ đồ scrambler

Các bộ tạo ngẫu nhiên trong truyền dẫn số được sử dụng với mục đích làm

ngẫu nhiên hoá dòng bit đầu vào Vì các chuỗi toàn số 0 hoặc số 1 có thể xuất hiện

trong truyền số liệu thực tế thường xuyên hơn các chuỗi khác (điều này trái với cácgiả thiết về bản tin được truyền độc lập sử dụng trong các DSL nói chung ) người tamuốn hạn chế các tình huống này Các bộ tạo ngẫu nhiên biến đổi các bit đầu vào

thành tập hợp các bit tương đương thật sự là các bit độc lập trên thực tế

Các bộ cân bằng , bộ triệt tiếng vọng , các phương pháp hoán đổi bit phươngpháp nhận dạng kênh đều có lợi nếu sử dụng bộ tạo ngẫu nhiên

Ý tưởng cơ bản là sắp xếp các chuỗi bít ban đầu thành tập hợp các bít ngẫunhiên thong qua bộ tạo ngẫu nhiên sau đó sắp xếp lại ở đầu thu.Tất cả các DSL đều

sử dụng bộ giả ngẫu nhiên tự đồng bộ Chiều lên và xuống của ADSL sử dụng bộgiả ngẫu nhiên tự đồng bộ 23 bit

Hình 2.10 Bộ giả ngẫu nhiên tự đồng bộ 23 bit

SCRAMBLER :

Chuỗi bit nhị phân được ngẫu nhiên bằng cách sử dụng thuật toán sau:

dn=Dn cộng modul d(n-18) cộng modul d(n-23)

với: Dn là đầu vào thứ n của bộ ngẫu nhiên

dn là đầu ra thứ n của bộ ngẫu nhiên

2.5.3 fec (forward error coding):

Hình 2.11 fec

MÃ RS:

Một mã RS thường được kí hiệu là RS(n,k) với các symbol m bít, trong đó n

là tổng số symbol trong một khối mã và k là số lượng thông tin hay số symbol dữ liệu Bộ mã hoá lấy k symbol dữ liệu, mỗi symbol m bit, rồi thêm và (n-k) symbol kiểm tra đẻ tạo thành một từ mã n symbol Số lượng lỗi tối đa trong một khối mà

mã RS(n,k) có thể đảm bảo sửa được là t=(n-k)/2 Thông thường n=2m-1 Nếu n nhỏ hơn số này thì mã được gọi là mã rút gọn Tất cả các thuật toán mã hoá R-S đốivới DSL đều sử dụng mã R-S trong trường GF(256) là trường mở rộng của GF(2) với symbol dài một byte (m=8)

Một mã R-S được đặc trưng bởi hai đa thức: Đa thức trường và đa thức sinh

Đa thức trường xác địng trường Galois mà các symbol là thành phần của trường đó

Đa thức sinh định nghĩa các symbol kiểm tra được sinh ra như thế nào Cả hai đa thức này đều được định nghĩa trong các tài liệu đặc tả của bất kì một mã R-S nào.

Một từ mã R-S được tạo ra nhờ một đa thức đặc biệt gọi là đa thức sinh Tất

cả các từ mã hợp lệ đều chia hết cho đa thức sinh Dạng tổng quát của một đa thức sinh của một mã R-S gốc sửa sai t lỗi có chiều dài 2m-1 là:

g(x) = (x-a)(x-a1)………(x- a2t) (3.37)

với a là một phần tử cơ bản của trường GF(2m)

Sau đó, từ mã R-S sẽ được tạo ra theo công thức:

Ví dụ: đa thức sinh cho R-S(255,249); 2t = 255-249 = 6

g(x) =(x-a0) (x-a1) (x-a2) (x-a3) (x-a4) (x-a5)

g(x) = x6 +g5x5 +g4x4 +g3x3 +g2x2 +g1x1 +g0x0

Sơ đồ trên thể hiên một từ mã R-S điển hình được gọi là mã hệ thống (syste matic) bởi vì dữ liệu được giữ nguyên không đổi và chỉ chèn thêm các symbol kiểmtra vào mà thôi

Ví dụ: Một mã R-S thường gặp là RS(255,223) với các symbol 8 bit Mỗi từ

mã chứa 255 bytes, trong số đó có 223 bytes là dữ liệu, còn lại 32 bytes kiểm tra Với mã này

n= 255, k=223, m=8

2t = 32

Bộ giải điều chế có thể sửa bất kỳ một lỗi 16 symbol nào trong từ mã, có nghĩa là có thể tự động sửa được lỗi tối đa 16 byte ở bất kỳ đâu trong từ mã cho một symbol cỡ là m, chiều dài tối đa cho một từ mã RS là: n=2m –1 Ví dụ, chiều dài tối đa cho một từ mã có các symbol dài 8 bit (m=8) là 255 byte

Độ phức tạp và sức mạnh xử lý để mã hoá và giải mã các mã RS phụ thuộc vào số lượng symbol kiểm tra trong một từ mã t có giá trị lớn có nghĩa là có thể sửa được nhiều lỗi, nhưng lại đòi hỏi khả năng tính toán lớn khi t nhỏ

Khả năng sửa sai của mã RS

Mã Reed-Solomon, cũng như các mã BCH khác, có khả năng sửa được nhiềulỗi Một mã RS(n,k) có khả năng sửa sai tối đa (n-k)/2 lỗi Sở dĩ như vậy vì người

ta chứng minh được khoảng cách Hamming của một mã RS như vậy là (n-k+1) Ngoài sửa lỗi mã RS còn có khả năng sửa sai các erasure (hiện tượng mất symbol), các thủ tục mã hoá và giải mã RS(n,k) có thể đảm bảo sửa được tối đa (n-k) erasure.Một cách tổng quát, một mã RS(n,k) có khả năng sửa được e lỗi và r erasure với điều kiện: 2e+r £ (n-k)

Mã RS đặc biệt rất thích hợp cho sửa các lỗi cụm (burst), đây là trường hợp một dãy các bit lỗi xuất hiện liên tiếp ở máy thu

Tăng ích điều chế (coding gain) của mã RS.

Ưu điểm của việc sử dụng mã RS là xác suất tồn tại của một lỗi còn lại trong

dữ liệu đã được mã hoá thường là nhỏ hơn rất nhiều so với xác suất của một lỗi khi không sử dụng mã RS Khả năng này thường được gọi là tăng ích điều chế Ví dụ, một hệ thống thông tin số được thiết kế để hoạt động ở tỷ số lỗi bit BER= 10-9, có nghĩa là có không quá một bit lỗi trong 109 bit nhận được Điều này có thể đạt được bằng cách tăng công suất của máy phát, hoặc bằng cách sử dụng mã RS, hoặc một loại mã sửa lỗi tiến khác Mã RS cho phép hệ thống đạt được tỷ số lỗi bit BER này với một công suất phát nhỏ hơn Phần công suất tiết kiệm được do sử dụng mã

RS (tính theo deciben) gọi là tăng ích điều chế Trong ADSL, tăng ích của mã hoá

RS đạt được khoảng 30dB ở BER bằng 10-7

2.5.4 phương pháp chèn:

Chèn là việc sắp xếp lại các byte được truyền trên khối L từ mã sao cho các

bytes cạnh nhau của chuỗi dữ liệu được truyền không nằm trên cùng một từ mã.Các bytes được sắp xếp lại tại máy thu Các lỗi gây bởi nhiễu xung trong ADSLchủ yếu dưới dạng cụm bit/ byte lỗi Độ dài của cụm lỗi có thể vượt quá số lượnglỗi có thể hiệu chỉnh được của mã Chèn phân phối các bit/byte lỗi trên khoảng thờigian dài hơn Cụ thể với việc chèn tốt bộ tách ở đầu thu sẽ đưa ra các đoạn dữ liệuđược tách không chứa quá số lỗi có thể hiệu chỉnh Do các nhiễu xung có xuyênnhiễu giữa các ký hiệu hướng xuất hiện với khoảng thời gian tương đối dài , các lỗitrong cụm lỗi có thể phân chia cho các từ mã liền kề không bị các lỗi đó , phân phốiđều hiệu quả việc sửa lỗi giữa các mã

phương pháp chèn khối :

Chèn khối là phương pháp chèn đơn giản nhất Mỗi một từ mã kế tiếp đượcghi trong thanh ghi tương ứng/hàng(dòng) của bộ chèn Số lượng từ mã được lưu

được gọi là độ sâu L của bộ chèn Nếu một từ mã có N bytes và chiều sâu bộ chèn

là L thì tổng số bytes NL phải được lưu trong hai bộ nhớ truyền thông của bộ xenkhối Như trong hình với N=4, L=3 Khi N=4 bytes được ghi đồng thời lên mỗidòng của bộ nhớ đệm truyền, L=3 bytes trên mỗi cột được đọc Các bytes xuất hiệntheo chu kỳ T’ giây, tạo nhịp đồng hồ bytes 1/T’ Đồng hồ đầu vào của bộ chèn cónhịp là 1/N nhịp của đồng hồ byte Do đó, một từ mã với N=4 bytes được ghi lênmỗi hàng của bộ đệm ghi Theo chu kỳ NL=12 bytes, bộ đệm ghi sẽ đầy Đồng hồđầu ra bộ đệm trưyền có nhịp 1/L của đồng hồ byte Bộ đệm đọc đọc L=3 bytes từmỗi cột trong mỗi chu kỳ của đồng hồ đầu ra bộ chèn Bộ chèn bắt đầu/kết thúc ghivào bộ đệm ghi đúng vào các thời điểm khi nó bắt đầu/kết thúc đọc ở bộ đệm đọc.Theo chu kỳ NL bytes, các bộ nhớ đọc và ghi được hoán đổi

Bộ tách ở đầu thu nhận các bytes từ bộ giải mã và ghi lần lược N bytes trênmột cột kế tiếp nhau Sau khi cả NL bytes được ghi, các từ mã được đọc theo chiềungang (theo hàng ) Cũng giống như trên hai bộ nhớ được sử dụng, với một bộđược ghi trong khi bộ nhớ kia được đọc Độ trễ giữa phát-thu là (không hơn) 2NLbytes lần và tương ứng cần có 4NL ô nhớ RAM (ở đầu phát và đầu thu), một nửa ởđầu thu và một nửa ở đầu phát

Một cụm đột biến B bytes lỗi được phân phối tương đối đều trên L từ mã quaquá trình giải mã ở đầu thu Nếu đây là cụm bytes lỗi duy nhất trong tổng số NLbytes nhận, bộ thu FEC có thể sửa thêm khoảng L lần bytes nữa Nếu số bytes lỗilớn hơn L có nghĩa là thêm bộ nhớ và độ trễ, nhưng yêu cầu năng lực FEC lớn hơn

và chùm lỡi thứ hai không xuất hiện trong cùng NL bytes Do vậy khoảng cách tốithiểu của mã về cơ bản được nhân với L khi các lỗi xuất hiện không quá thườngxuyên Các cụm lỗi tương ứng chính xác với các cụm tạp âm trong các DSL

Phương pháp chèn khối dù dễ hiểu và dễ mô tả, không được hiệu quả lắmtrong việc sử dụng bộ nhớ và độ trễ mà nó tạo ra

phương pháp chèn xoắn :

Trong ADSL , chỉ sử dụng phương pháp chèn xoắn bởi vì phương pháp

này giảm một nửa độ trễ và giảm bộ nhớ từ 2 đến 4 lần với cùng phân bố của cáclỗi

Mô tả : các bytes trong một từ mã được đánh thứ tự từ i=0 ,….,N-1 Cụmcác lỗi được phân bố trên L(độ sâu chèn) từ mã, và mỗi từ mã được đánh thứ tự l=0 , …,L-1 Để mỗi cụm lỗi được phân bố trên L từ mã, N và L phải là số đồngnguyên tố Nếu các số N và L không đồng nguyên tố , ADSL sẽ chèn thêm cácbytes giả

VD: với L=2d và N có thể là chẵn , khi đó 1 byte giả sẽ được chèn vào đểđưa chiều dài từ mã thành N+1 là số đồng nguyên tố với L(byte giả không cần phảitruyền đi và không ảnh hưởng đến tốc độ dữ liệu nhưng máy thu phải biết để chènlại nó).Trong phương pháp chèn xoắn, byte thứ i của từ mã luôn được làm trễ i = 􀃌i = 􀃌i = 􀃌i = 􀃌i = 􀃌i = 􀃌i = 􀃌i = 􀃌i = 􀃌i = 􀃌i = 􀃌i = 􀃌i = 􀃌i = 􀃌i =i(L-1)

Do vậy , byte đầu tiên i=0 trong từ mã không bị làm trễ , trong khi đó bytecuối trễ (N-1)(L-1) Bộ nhớ cần thiết để sử dụng cho bộ chèn và bộ tách theophương pháp chèn xoắn là đủ để lưu L từ mã độ dài N bytes Do vậy phương phápchèn xoắn yêu cầu không quá nửa bộ nhớ , hơn nữa có độ trễ nhỏ hơn một nửa Với

tất cả các lý do trên, ADSL sử dụng Fec đều dùng phương pháp chèn xoắn, chèn

khối không được dùng

Trong ADSL phương pháp xoắn được sử dụng khi chọn chiều sâu chèn từL=0 tới 64(số lượng bytes chèn, số lượng bytes chẵn lẽ và tốc độ dữ liệu (số cácbytes thông tin ) được tính toán khi khởi tạo ban đầu.) Khi số các bytes thông tin K

là lẻ, độ sâu chèn L và N = 2t + K là đồng nguyên tố và do đó các lỗi có thể nhậnđược phân tán

Khi L chẵn, byte giả được thêm vào phần cuối của mỗi từ mã để thực hiệnxen tại đầu phát nhằm tạo K lẻ (byte giả không được truyền nhưng được chèn lại ởmáy thu để giải mã) Trong ADSL , một tham số phụ S được xác định, đây là số kýhiệu DMT/ 1 từ mã S được giới hạn bằng một nửa hoặc mộ trong các số nguyên1,2,4,8 hoặc 16 như tính toán khi truyền trong ADSL

ADSL cũng sử dụng bộ trễ kép Có hai tuyến FEC khác nhau qua Modem,

cả hai sử dụng chung mã RS nhưng có thể với số lượng bytes kiểm tra và kíchthước từ mã khác nhau Tuyến chèn được chèn với độ sâu chèn lập trình trước,trong khi tuyến nhanh không chèn(S=1) Tuyế nhanh bảo đảm độ trể phát-thu nhỏhơn 2 ms nhưng không có khả năng hiệu chỉnh tạp âm và các chùm lỗi khác

ADSL tính 4 giá trị khi truyền (hoặc truyền lại) giữa ATU-C và ATU-R : Rf,

Bốn giá trị này làm tăng thêm các tốc độ dũ liệu được biểu hiện bởi :

Bf : số bytes thông tin /ký hiệu trong bộ đệm nhanh

Bi : số bytes thông tin/ ký hiệu trong bộ đệm chèn.

Bỏ qua các bytes phụ phần đầu được chèn vào thì độ dài từ mã sẽ là :

Nf = Bf + Rf cho bộ đệm nhanh.

và Ni = Bi S + Ri cho bộ đệm chèn

Các bytes trong bộ đệm chèn được chèn xoắn với độ sâu L Độ dài cụm lỗilớn nhất thông thường tính cho thiết kế ADSL là 500 us Giá trị này là thấp vì cácxung thực tế thường có độ dài vài ms Do đó, ADSL cho phép tuỳ chọn chèn với độsâu lớn

Với các dịch vụ Video độ trễ dài không phải là vấn đề lớn (nhưng các lỗi bit

là hết sức nghiêm trọng đối với Video nén), do vậy độ trễ 20 đến 100ms trong chèn

là phổ biến và bảo đảm chất lượng ảnh tốt trên ADSL Các dịch vụ âm thanh lạikhông chịu ảnh hưởng lớn của các lỗi bit nhưng có phần nhạy cảm với độ trễ Độtrễ mạng lưới thoại là 1,25ms :ADSL có thể hoạt động tốt tới 2ms

2.5.5 Điều biến đa kênh rời rạc DMT :

Hình 2.12 điều biến DMTTrong các hệ thống thông tin, sự điều chế là tiến trình chuyển đổi các bít ngõvào thành các dạng sóng và chuyển lên kênh truyền Trong khi các dạng sóng đượcđiều chế qua kênh chuyền, nhiễu xen vào xà tín hiệu dạng sóng ở phía thu khônggiống như ở phía phát Ở đây sự điều chế được thiết kế để khôi phục các bít ở dạngsóng thu bị nhiễu phá hỏng

Điều chế đa tần rời rạc ( DMT ) là một dạng chung của điều chế đa sóngmang Nó được đưa ra bởi Peled và Ruiz của IBM vào những năm 1980 bằng cáchtận dụng các chip xử lí tín hiệu và biến đổi Fourier nhanh ( FFT ) Sử dụng DMTcho ADSL được đưa ra đầu tiên bởi John M Cioffi vào năm 1991 Vào tháng 5năm 1993 hệ thống DMT được chọn là tiêu chuẩn cơ bản của ANSI Nền tảng của

hệ thống DMT là điều chế biên độ cầu phương QAM

Điều chế đa tần số rời rạc DMT là một dạng điều chế đa sóng MCM Nguyêntắc cơ bản của MCM Một khối m bít được phát trên các kênh song song với cácbăng tần khác nhau Phía phát sẽ cộng N dạng sóng độc lập với nhau và gửi tuần tựchúng trên đường truyền

Trong hệ thống DMT, sự chuyển đổi kênh thì được định dạng bằng sự cânbằng về băng thong giữa các kênh con, như chỉ trên hình 3.17 mỗi kênh con nhận

và đặt các bít và mã hóa chúng bằng cách sử dụng mã hóa QAM Mỗi bộ mã hóaQAM làm việc ở tần số khác nhau Sự khác nhau giữa DMT và MCM là DMT sửdụng IFFT và FFT để sử lí tất cả các điểm QAM trong khi đó MCM cộng tất cả cácdạng sóng lại và gửi chúng đi tuần tự

Hình2.13 Các kênh con trong DMT

Một sơ đồ khối cơ bản của bộ phát DMT được chỉ trên hình 3.18 một luồng bít ở ngõ vào được phân thành từng khối b bít Trong đó b bít, b i ( i=1,…,N ) được

sử dụng cho từng kênh con và :