Quy hoạch mạng ADSL tại tỉnh hà nam

Kỹ thuật xDSL đưa ra những cải tiến đột phá về tốc độ lên tới hơn 7Mbit/s và nó đã được so sánh với những phương pháp truy nhập mạng khác, mặt mạnh thực sự của những dịch vụ dựa trên xDS

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 4

LỜI NÓI ĐẦU 6

CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP xDSL VÀ ỨNG DỤNG 8

1.1 Giới Thiệu Tổng Quan Kỹ Thuật xDSL 8

1.2 Phân Loại Các Kỹ Thuật xDSL 9

1.2.1 HDSL 9

1.2.2 SDSL 9

1.2.3 ADSL 10

1.2.4 CDSL 10

1.2.5 IDSL 10

1.2.6 VDSL 10

1.3 Đánh Giá Chung Về Công Nghệ Truy Nhập xDSL 10

1.4 Công Nghệ ADSL 12

1.4.1 Tổng quan về công nghệ ADSL 12

1.4.1.1 Khái niệm về ADSL 12

1.4.1.2 Ưu và nhược của ADSL 13

1.4.1.3 Kiến trúc dịch vụ tổng quát ADSL 14

1.4.1.4 Tiêu chuẩn hóa ADSL 16

1.4.2 Các Kỹ Thuật Mã Hóa Trong ADSL 17

1.4.2.1 Mã đa tần rời rạc DMT 18

1.4.2.2 Điều chế pha và biên độ không sóng mang CAP 20

1.4.3 Các chương pháp truyền dẫn song công trong ADSL 22

1.4.3.1 Song công phân chia theo tần số (FDM) 23

1.4.3.2 Song công triệt tiếng vọng EC 24

1.4.3.3 Trải phổ của tín hiệu ADSL 26

1.4.4 Mô hình tham chiếu của hệ thống ADSL 27

1.4.5 Chuyển Vận Dữ Liệu Và Hoạt Động Của Thiết Bị ADSL 28

1.4.5.1 Phân loại chuyển vận 28

1.4.5.2 Cấu trúc khung 32

1.4.6 ADSL2 Và ADSL2+ 36

1.4.6.1 Tổng quan về ADSL2 36

1.4.6.2 Cải thiện tốc độ và độ dài đường dây 36

1.4.6.3 ADSL2+ 38

1.4.7 Cấu Trúc Mạng Sử Dụng Công Nghệ ADSL 40

CHƯƠNG 2: QUY HOẠCH MẠNG ADSL TẠI TỈNH HÀ NAM 42

2.1 Tình Hình Triển Khai ADSL Tại Việt Nam 42

2.2 Hiện Trạng Và Tiềm Năng Phát Triển Viễn Thông Tỉnh Hà Nam 43

2.3 Mục Tiêu Và Định Hướng Phát Triển Kinh Tế - Xã Hội Tỉnh Hà Nam Đến Năm 2010 45

2.3.1 Bối cảnh và lợi thế 45

2.3.2 Mục tiêu và định hướng phát triển tổng quát 46

2.4 Quy Hoạch Mạng ADSL Tại Tỉnh Hà Nam 47

2.4.1 Dự báo nhu cầu ADSL 47

2.4.1.1 Nguyên tắc phát triển dịch vụ ADSL 47

2.4.1.2 Dự báo đối tượng khách hàng có nhu cầu sử dụng dịch vụ ADSL 47

2.4.2 Dự báo phương án kỹ thuật cung cấp dịch vụ truy nhận ADSL 49

2.4.2.1 Phương án nâng cấp tổng đài hiện có để cung cấp dịch vụ ADSL 49

2.4.2.2 Phương án lắp đặt mới thiết bị truy nhập để cung cấp dịch vụ ADSL 50

2.4.3 Khảo sát hiện trạng mạng thuê bao điện thoại hiện tại 51

2.4.4 Dự báo dung lượng ADSL 52

2.4.5 Quy hoạch chất lượng ADSL 52

2.4.6 Quy hoạch thiết bị ADSL tại viễn thông Hà Nam 53

2.4.6.1 Hệ thống DSLAM do Siemens cung cấp (Surpass Hix 5100) 53

2.4.6.2 Hệ thống DSLAM do Huawei cung cấp 58

2.4.7 Bản đồ vị trí lắp đặt DSLAM 63

2.4.7.1 Sever 63

2.4.7.2 Vị trí lắp đặt DSLAM 65

2.4.8 Mạng truyền dẫn xDSL tại Hà Nam 68

2.4.8.1 Sơ đồ logic mạng ADSL - ATM và ADSL - IP 68

2.4.8.2 Sơ đồ quy hoạch mạng truyền dẫn xDSL tại Hà Nam 70

2.4.8.3 Phân tích sơ đồ 71

2.4.8.4 Đánh giá ưu nhược đểm của hệ thống 72

2.4.8.5 Đề xuất giải pháp phát triển trong tương lai 73

CHƯƠNG 3: CẤU HÌNH THIẾT BỊ MẠNG xDSL 74

3.1 Cấu Hình Cho S6506 và S8502 74

3.1.1 Login system 74

3.1.2 Change hostname and time 74

3.1.3 Set in-band management 74

3.1.4 Set prameters for ports 74

3.1.5 Add NMS 75

3.1.6 Create service vlan 75

3.1.7 Config for telnet user 75

3.1.8 Save configuration 75

3.2 Cấu Hình Cho MA5600 76

3.2.1 Confirm board and check board status 76

3.2.2 Change hostname and time and frame description 76

3.2.3 Create FAN monitor 76

3.2 4 Set Auto-save function 76

3.2 5 Create interface IP for Meth0 76

3.2 6 Set in-band management 77

3.2.7 Add NMS 78

3.2.8 Create adsl line-profile 78

3.2.9 Active adsl user port with the correct line-profile 79

3.2.10 Create Unicast-Service VLAN 79

3.2.11 Create traffic table index 7 81

3.2.12 Create virtual channel (service-port): add subcriber 81

3.2.13 Configure 7 parameters for identifying subcriber 81

3.2.14 Create Multicast VLAN 82

3.2 15 Create VPN VLAN 82

3.2.16 Create VoD VLAN 82

3.2.17 Create VoIP VLAN 83

3.2.18 STP configuration 83

TỔNG KẾT 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Thứ tự Viết tắt Cụm từ tiếng Anh

1 ADSL Assymetric Digital Subcriber Line

2 ANSI American National Standards Institute

4 B-RAS Broad Band Remote Access Server

5 CAC Connection Admission Control

6 CAP Carrierless Amplitude/Phase Modulation

8 CPE Customer Premises Equipment

9 DCS Digital Cross Connection

10 DMT Discrete Multi-Tone Modulation

11 DSL Digital Subcriber Line

12 DSLAM Digital subscriber Line Access Multiplexer

13 DSLAM DSL Access Mutiplexor

14 EOC Embedded Operations Chanel

15 ETSI European Telecommunications Standards Institute

17 FE/GE Fast Ethernet/ Giga Ethernet

19 HDSL High Data Rate DSL

21 IDN Intergrated Digital Network

22 IPTV Internet Protocol Television

23 ISDN Intergrated Services Digital Network

24 ISP Internet Service Provider

25 ITU International Telecommunication Union

27 MEN Mertro Ethernet Network

28 MSAN Multi service access node

29 NIC Network Interface Card

30 NTU Network Termination Unit

31 PBX Private Branch Exchange

32 POTS Plain Old Telephone Service

33 PPP Point to Point Protocol

34 PRA Primary Rate Access

35 QAM Quadrature amplitude modulation

36 QAM Quadrature amplitude modulation

37 QAM Quadrature Amplitude Modulation

38 QoS Quality of Service

39 RFI Radio Frequency Interference

40 SDH Synchronous Digital Hierachy

42 STM Synchronous Transport Mode

43 TCP/IP Transmission Control Protocol/ Internet Protocol

44 UBR Unspecified Bit Rate,

45 USB Universal Serial Bus

46 VDSL Very High Data Rate DSL

48 Wi-Fi Wireless Fidelity

49 WiMax Worldwide Interoperability for Microwave

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, nhu cầu về thông tin đang phát triển như vũ bão trên thế giới nói chung cũng như Việt Nam nói riêng, đặc biệt là nhu cầu về dịch vụ băng rộng Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng các nhà khai thác và cung cấp dịch viễn thông đã đưa ra nhiều giải pháp khác nhau Trong khi việc cáp quang hóa hoàn toàn mạng viễn thông chưa thực hiện được vì giá thành các thiết bị còn cao thì công nghệ đường dây thuê bao số xDSL là một giải pháp hợp lý mà điển hình là công nghệ ADSL Trên thế giới nhiều nước đã

áp dụng công nghệ này và đã thu được thành công đáng kể, ở Việt Nam công nghệ xDSL cũng được triển khai trong những năm gần đây và cũng đã thu được những thành công nhất định về mặt kinh tế cũng như giải pháp mạng và đáp ứng được nhu cầu của khách hàng ( năm 2003 tổng số thuê bao băng rộng thế giới là

60 triệu thuê bao đến năm 2005 đã đạt tới 107 triệu thuê bao)

Nhằm mục đích nghiên cứu công nghệ ADSL và đưa ra khả năng ứng dụng công nghệ này trong mạng viễn thông Hà Nam đồng thời đưa ra được đề xuất giải pháp phát triển trong tương lai nhằm cung cấp dịch vụ một cách tốt

nhất, em đã xây dựng đồ án “ Quy hoạch mạng ADSL tại tỉnh Hà Nam” Nội

dung của đồ án bao gồm 3 chương:

Chương 1: Công nghệ truy nhập xDSL và ứng dụng

Chương 2: Quy hoạch mạng ADSL tại tỉnh Hà Nam

Chương 3: Cấu hình thiết bị mạng xDSL

Trên cở cở những kiến thức đã tích lũy học tập trong nhà trường, sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu và được sự giúp đỡ tân tình của thầy giáo Hoàng Quang Trung cùng với các anh chị trong Viễn Thông Hà Nam, em đã hoàn

thành đồ án tốt nghiệp này Em xin chân thành cám ơn các thầy các cô trong bộ

môn Điện Tử - Viễn Thông và đặc biệt là thầy giáo Hoàng Quang Trung và anh Phạm Anh Tuấn ( Viễn Thông Hà Nam) đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn

thành đồ án tốt nghiệp Do kiến thức còn hạn chế nên việc trình bày các nội dung

có thể còn đôi chỗ chưa thật chính xác và thiếu sót em rất mong nhận được mọi ý

Em xin cam đoan nội dung đồ án trên không sao chép nội dung cơ bản từ các đồ án khác và đồ án là của chính bản thân nghiên cứu xây dựng nên

CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP xDSL VÀ ỨNG

DỤNG

1.1 Giới Thiệu Tổng Quan Kỹ Thuật xDSL

Mạng viễn thông phổ biến trên thế giới hay nước ta là hiện nay là mạng số liên kết (IDN-Integrated Digital Network) Mạng IDN là mạng viễn thông truyền dẫn số, liên kết các tổng đài số và cung cấp cho khách hàng các đường dẫn thuê bao tương tự Trong xu hướng số hoá mạng viễn thông trên toàn thế giới, mạng liên kết số đa dịch vụ ISDN (Intergrated Services Digital Network) và đường dây thuê bao số DSL (Digital Subcriber Line) đã đáp ứng được nhiệm vụ số hoá mạng viễn thông đến tận phía khách hàng Có thể nói rằng ISDN là dịch vụ DSL đầu tiên cung cấp cho khu dân cư giao diện tốc độ cơ sở BRI (Basic Rate Interface) 144 Kbit/s, được cấu thành từ hai kênh B 64 Kbit/s và một kênh D 16 Kbit/s

Ngày nay, đi đôi với mạng ISDN một công nghệ mới có nhiều triển vọng với tên gọi chung là xDSL, trong đó x biểu thị cho các kỹ thuật khác nhau Mục đích của các kỹ thuật này là cung cấp cho khách hàng các loại hình dịch vụ chất lượng cao và băng tần rộng

Phân biệt các kỹ thuật này dựa vào tốc độ hoặc chế độ truyền dẫn Kỹ thuật này có thể cung cấp nhiều dịch vụ đặc thù truyền không đối xứng qua modem, điển hình loại này là ADSL và VDSL và truyền đối xứng có tốc độ truyền 2 hướng như nhau như HDSL và SDSL Riêng với kỹ thuật VDSL (Very High-speed DSL) có thể truyền cả đối xứng và không đối xứng với tốc độ rất cao

Kỹ thuật ý nghĩa Tốc độ dữ liệu Mode Ghi chú

HDSL High data rate DSL 2.048 Mbit/s đối xứng Sử dụng 1-3 đôi sợi

1.544 Mbit/s đối xứng Sử dụng 2 đôi sợi SDSL Single Line DSL 768 kbit/s đối xứng Sử dụng 1 đôi sợi ADSL Asymmetric 1.5 -8 Mbit/s

đối xứng Sử dụng 1 đôi sợi

VDSL Very high data rate

DSL

13- 55 Mbit/s 1.5-6 Mbit/s 13- 55 Mbit/s

Down

Up Ðối xứng

Sử dụng 1 đôi sợi

Bảng 1.1 Các đặc trưng của họ công nghệ xDSL

1.2 Phân Loại Các Kỹ Thuật xDSL

1.2.1 HDSL

Thường sử dụng 1-3 đôi sợi Ví dụ để truyền tốc độ 2.048 Mbit/s ở khoảng cách 4.5Km cần dùng 3 đôi sợi còn để truyền tốc độ 1.544 Mbit/s cũng với khoảng cách này chỉ cần dùng 2 đôi sợi

1.2.2 SDSL

Nếu nói công nghệ xDSL có ưu điểm tận dụng các đường thuê bao cáp đồng thì có lẽ đây là kỹ thuật tốt hơn do chỉ dùng 1 đôi sợi như sử dụng cho điện thoại tương tự Kỹ thuật SDSL truyền với tốc độ 768 Kbit/s được khoảng cách 4

Km

Là kỹ thuật mới nhất, có tốc độ cao nhất nhưng khoảng cách truyền ngắn

từ 0.3 Km đến 1.5 Km trên 2 đôi dây với tốc độ có thể lên tới 52 Mbit/s

1.3 Đánh Giá Chung Về Công Nghệ Truy Nhập xDSL

Nói chung kỹ thuật xDSL là kỹ thuật truyền dẫn cáp đồng, nó giải quyết những vấn đề tắc nghẽn giữa những nhà cung cấp dịch vụ mạng và những khách hàng sử dụng những dịch vụ mạng đó

Kỹ thuật xDSL đạt được những tốc độ băng rộng trên môi trường mạng phổ biến nhất trên thế giới là đường dây cáp điện thoại thông thường

Kỹ thuật xDSL đưa ra những cải tiến đột phá về tốc độ (lên tới hơn 7Mbit/s) và nó đã được so sánh với những phương pháp truy nhập mạng khác, mặt mạnh thực sự của những dịch vụ dựa trên xDSL là những thuận lợi như:

- Những yêu cầu ứng dụng đa phương tiện của các khách hàng sử dụng mạng

- Hiệu suất và độ tin cậy

- Tính kinh kế

Kỹ thuật này có các khả năng:

- Cung cấp những dịch vụ mới được cải tiến có giá trị cao đối với người

sử dụng mạng

- Cung cấp nhiều dịch vụ với những tốc độ truy nhập và chi phí khác nhau

- Cung cấp và quản lý những ứng dụng thương mại quan trọng một cách đáng tin cậy

Một trong số những lợi ích quan trọng nhất của kỹ thuật xDSL là cho phép mạng của nhà cung cấp dịch vụ NPS (Network Provider Services) và người sử dụng dịch vụ tận dụng một số đặc tính của cấu trúc cơ sở hạ tầng hiện nay như những giao thức lớp 2, 3 giống như Frame Relay, ATM, IP và độ tin cậy những dịch vụ mạng xDSL có thể triển khai những dịch vụ được dựa trên các gói tin hoặc tế bào giống như Frame Relay, IP hoặc ATM hay trên những dịch vụ kênh đồng bộ bit

Do có những thay đổi nhanh trong môi trường mạng, chiến lược đối với sự phát triển dịch vụ được dựa trên xDSL là xây dựng tính mềm dẻo đủ mức cần thiết để hỗ trợ cho các ứng dụng Tính mềm dẻo thể hiện ở đây là:

- Khả năng để hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ

- Khả năng mở rộng để phát triển từ một vài thuê bao tới hàng ngàn thuê bao

- Khả năng quản lý tin cậy mạng điểm - điểm trong việc hỗ trợ những ứng dụng quan trọng

Qua những kết quả nghiên cứu, các nhà cung cấp dịch vụ thừa nhận rằng

kỹ thuật xDSL không phải là thế hệ tương lai của mạng truy nhập mà chỉ là giải pháp hiện tại của truy nhập mạng

xDSL được chia ra làm nhiều loại kỹ thuật như HDSL, SDSL, ADSL và VDSL với mỗi loại kỹ thuật đó lại có những tốc độ dữ liệu, băng tần hoạt động

và những dụng khác nhau

1.4 Công Nghệ ADSL

1.4.1 Tổng quan về công nghệ ADSL

1.4.1.1 Khái niệm về ADSL

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng là một công nghệ được sử dụng phổ biến thuộc họ công nghệ xDSL Về thực chất thì ADSL là một công nghệ điều chế/giải điều chế cho phép

sử dụng đường dây điện thoại xoắn đôi hiện có để có thể truyền dẫn nhiều định dạng số liệu tốc độ cao khác nhau bên cạnh dịch vụ thoại truyền thống Để ADSL

có thể đồng thời truyền tải cả dịch vụ thoại và dịch vụ số liệu tốc độ cao thì cấu hình ADSL phải có cả MODEM ADSL và bộ tách (Splitter) như hình vẽ sau:

Hình 1 1 Cấu hình ADSL cơ bản

Với cấu hình trên thì một đôi dây cáp đồng xoắn có thể truyền tải: thông tin thoại thông thường trong dải từ 0 đến 3,4 KHz, luồng số liệu lên từ khách hàng trong dải 30 KHz đến 138 KHz và luồng số liệu xuống máy tính khách

xứng do băng tần dành cho luồng lên hẹp hơn rất nhiều so với băng tần dành cho

số liệu xuống Sự không đối xứng của ADSL tỏ ra phù hợp với các dịch vụ truy cập Internet, Video theo yêu cầu và truy cập LAN từ xa v.v…, một loạt các dịch

vụ hiện đang rất phát triển trên nhiều quốc gia trên thế giới Những khách hàng

sử dụng ADSL cũng là những người có nhu cầu nhận thông tin nhiều hơn là phần thông tin họ gửi đi ADSL là sự lựa chọn số một để truy nhập mạng băng rộng với thị phần chiếm hơn 60% so với các công nghệ truy nhập băng rộng khác Hiện nay ADSL đã hiện diện tại mọi vùng lãnh thổ trên thế giới

ADSL có thể cung cấp luồng số liệu xuống với tốc độ từ 1,5 7 Mb/s và luồng số liệu hướng lên có tốc độ từ 9,6 800 Kb/s với khoảng cách vòng lặp tối

đa là 5,5 Km Tuy nhiên tốc độ thực tế ADSL đạt được phụ thuộc vào tình trạng dây dẫn, ảnh hưởng của tác động bên ngoài và chiều dài thực vòng thuê bao

1.4.1.2 Ưu và nhược của ADSL

A, Ưu điểm

- Tốc độ bit và độ rộng băng tần trong ADSL có đặc điểm là hướng lên nhỏ hơn nhiều so với hướng xuống Do đó tình trạng nhiễu xuyên âm đầu gần (NEXT) sẽ được giảm đi rất nhiều

- Kết nối ADSL hoặc thoại luôn liên tục và sẵn sàng, khi kết nối không cần quay số (do đó không tính cước nội hạt), không có tín hiệu bận

- Tốc độ số liệu cao, lớn hơn gấp 140 lần so với modem tương tự

- Độ tin cậy và bảo mật cao

- Cước phí bao tháng và giá thành hiệu quả, giá thiết bị đầu cuối (modem

và router) rất cạnh tranh, việc thay đổi hay lắp đặt thiết bị không tốn kém nhiều

- Nếu các thành phần của ADSL bị lỗi thì đường dây sẽ vẫn hoạt động với vai trò của dịch vụ điện thoại truyền thống POTS

B, Nhược điểm

- ADSL không triển khai được cho tất cả mọi đường dây thuê bao

- Tốc độ ADSL phụ thuộc nhiều vào khoảng cách từ thuê bao đến DSLAM, vòng thuê bao càng dài thì tốc độ càng thấp

- Tốc độ cao của ADSL chỉ đạt được tại một số thời điểm trong ngày và giá cả của ADSL còn làm cho người sử dụng đầu tiên có cảm giác cao

- Tốc độ luồng lên của ADSL là khá thấp so với tốc độ luồng xuống

1.4.1.3 Kiến trúc dịch vụ tổng quát ADSL

Công nghệ ADSL không chỉ đơn thuần là một cách download nhanh các trang web Internet về máy tính cá nhân ở gia đình mà ADSL là một phần trong một kiến trúc nối mạng tổng thể hỗ trợ mạnh mẽ cho người sử dụng tất cả các dạng dịch vụ thông tin tốc độ cao Ở đây dịch vụ thông tin tốc độ cao có nghĩa là thông tin có tốc độ dữ liệu từ 1 hay 2 Mbps trở lên Dưới đây là một mạng thông tin tốc độ cao dựa trên công nghệ ADSL:

Hình 1.2 Mạng thông tin tốc độ cao dựa trên ADSL

Các hình 1.3 và 1.4 là cấu hình thực tế của hệ thống ADSL trong trường hợp không có DLC và có DLC:

Hình 1.3 Kiến trúc mạng ADSL không có DLC

Hình 1.4 Kiến trúc mạng ADSL có DLC (ADSL G.Lite)

Để có thể sử dụng các dịch vụ tốc độ cao như hình vẽ trên thì khách hàng chỉ cần trang bị một MODEM ADSL (và có thêm splitter nếu là ADSL G.DMT) Modem này hỗ trợ cả tín hiệu thoại tương tự và kết nối với các máy điện thoại hiện tại ở nhà khách hàng qua cổng RJ11 Các cổng giao tiếp khác có thể là cổng Ethernet 10-Base-T để kết nối với PC hay SET-TOP-BOX để phục vụ cho các nhu cầu truy nhập Internet hay Video theo yêu cầu

Ở tổng đài, cả tín hiệu băng rộng và tín hiệu băng hẹp sẽ được tập trung tại nút truy nhập Phần tín hiệu thoại tương tự sau khi được lọc thông qua bộ Splitter sẽ được mang đến khối chuyển mạch tại tổng đài trung tâm (CO) Đồng thời tại nút truy nhập sẽ tập trung nhiều đường dây ADSL tốc độ cao lại với nhau

để chuyển tới các máy chủ phục vụ (Server) thông qua hệ thống truyền tải ATM, Frame Relay, hay qua TCP/IP Router

Phần tài sản phía khách hàng CPE của ADSL G.DMT và ADSL G.Lite là hác nhau như hình vẽ 1.5 Trong G.Lite thay vì phải lắp đặt bộ tách POTS người

ta lắp đặt các bộ vi lọc với ưu điểm dễ lắp đặt và giá thành rẽ hơn nhưng tốc độ

số liệu trên ADSL kém hơn

Hình 1.5 So sánh CPE của G.DMT và G.Lite

1.4.1.4 Tiêu chuẩn hóa ADSL

Cũng giống như các công nghệ triển khai hàng loạt trên thị trường khác, việc tiêu chuẩn hóa ADSL rất quan trọng trong việc cho phép các modem của nhiều nhà sản xuất có thể làm việc với nhau Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) chịu trách nhiệm đối với các tiêu chuẩn modem toàn cầu ở lớp vật lý Công việc của ITU được trợ giúp bởi các tổ chức tiêu chuẩn khác - tổ chức quan trọng nhất trong số đó là Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa kỳ (ANSI) và Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI) Ngoài ra ADSL Forum và UAWG là các nhóm công tác công nghiệp cũng cung cấp dữ liệu đầu vào cho quá trình tiêu chuẩn hóa

ở ITU ADSL Forum chịu trách nhiệm phát triển các khuyến nghị cho cả truyền tải dạng gói và tế bào qua ADSL UAWG cũng chịu trách nhiệm cho việc tăng tốc quá trình tiêu chuẩn hóa ADSL lite thông qua ITU

Hiện nay ADSL có các tiêu chuẩn chính sau:

- ANSI T1.413: được xem là tiêu chuẩn ADSL “mẹ” ban đầu dựa trên mã đường ruyền DMT Có hai phiên bản: T1.413i1 định nghĩa một số khả năng và tính năng tùy chọn bao gồm khử tiếng vọng, điều chế mã trellis, trễ kép (nhằm hỗ

như số liệu); T1.413i2 định nghĩa các tùy chọn bổ sung như truyền tham khảo, định thời mạng, truyền STM hoặc ATM, và chế độ khung mào đầu giảm T1.413 chỉ đáp ứng cho các hệ thống hoạt động trong băng tần trên POTS và là tiêu chuẩn hỉ dùng cho khu vực Bắc Mĩ

- ITU-T G.992: được phát triển dựa trên nền của T1.413 Có hai phiên bản: G.992.1 (G.dmt) là phiên bản quốc tế của T1.413i2 với các phụ lục kèm theo cho ADSL fullrate; G.992.2 (G.lite) là tiêu chuẩn ADSL lite hỗ trợ truy cập Internet triển khai hàng loạt và các ứng dụng khác G.lite hỗ trợ tốc độ số liệu thấp hơn T1.413/g.dmt, không yêu cầu bộ tách tại nhà khách hàng, chỉ hỗ trợ truyền tải ATM, chỉ hỗ trợ độ trễ đơn, tích hợp các chức năng fast retraining và quản lý nguồn G.dmt cung cấp các phần riêng biệt cho các yêu cầu của các hệ thống hoạt động (a) trong băng tần trên POTS, (b) trong băng tần trên ISDN và (c) trong cùng một cáp với ISDN

Ngoài ra ITU-T còn có các tiêu chuẩn phụ trợ cho hoạt động của hệ thống ADSL như G.994.1 (G.hs) – Các thủ tục bắt tay (handshake) cho hoạt động giữa các modem G.992.1 và G.992.2, G.996.1 (G.test) – Các thủ tục kiểm tra các modem xDSL, G.997.1 (G.ploam) – qui định hoạt động lớp vật lý, quản lý và bảo trì các modem xDSL

1.4.2 Các Kỹ Thuật Mã Hóa Trong ADSL

Cả DMT và CAP đều là các mã đường truyền hiệu quả được thiết kế để tận dụng lượng băng tần lớn nằm trên dải thông của tín hiệu thoại tương tự Mã đường truyền đơn giản là quyết định các bit 0 và 1 được phát đi từ ATU-R và ATU-C như thế nào Một mã đường truyền hoàn hảo phải hoạt động tốt ngay cả trong các điều kiện đường dây không tốt, kể cả sự có mặt của nhiễu, xuyên âm và các yếu tố ảnh hưởng khác như các cầu rẽ và kích cỡ dây hỗn hợp Tuy nhiên, DMT và CAP về cơ bản là khác nhau trong quá trình thực hiện Vì vậy, một bộ thu phát DMT không thể hoạt động chung với một bộ thu phát dựa trên CAP

Ưu điểm của DMT so với CAP đã được tranh luận nảy lửa trong các cuộc thảo luận của nhóm công tác tiêu chuẩn, trong các tạp chí kỹ thuật và trên các phương tiện thông tin đại chúng Về mặt kỹ thuật mà nói, cả hai loại mã đường

đều có những ưu và nhược điểm của chúng, nếu một công nghệ rõ ràng là nổi trội thì sẽ không có tranh cãi Tuy nhiên trong phân tích cuối cùng các tổ chức tiêu chuẩn phần lớn đã nghiêng về DMT do sự đồng thuận chung (tối thiểu là trong số các thành viên phát triển tiêu chuẩn) là DMT có khả năng xử lý trong các tình huống có sự ảnh hưởng có hại lên đường truyền Trong thực tế, CAP cũng chứng

tỏ là công nghệ mạnh Tuy nhiên, các kết quả phụ thuộc vào nhiều nhân tố khác nhau ảnh hưởng lên đường truyền Cho đến nay, cuộc tranh luận đã dừng lại với

sự ủng hộ DMT, tối thiểu là cho ADSL full-rate và ADSL lite Thật không may, cuộc tranh luận vẫn tiếp diễn xung quanh VDSL Mã đường truyền DMT và CAP được thảo luận chi tiết trong các phần dưới đây

1.4.2.1 Mã đa tần rời rạc DMT

DMT được đánh giá thực hiện tốt hơn CAP và QAM AMT được ANSI chấp nhận vào năm 1993 và được đưa vào tiêu chuẩn ANSI T1.413 vào năm

1995, sau đó DMT được ITU-T đưa vào tiêu chuẩn G.992.1 vào 6/1999

Các modem ADSL dựa trên DMT có thể được coi là nhiều mini-modem hoạt động đồng thời DMT sử dụng nhiều sóng mang có thể tạo ra các kênh con, mỗi kênh con mang một phần nhỏ của tổng lượng thông tin Thường thì DMT chia dải tần 0 ÷ 1,104 MHz thành 256 kênh con (gọi là bin), mỗi kênh có độ rộng băng là 4,1325 KHz Các kênh con được điều chế độc lập với mỗi tần số song mang tương ứng với tần số trung tâm của kênh con và được xử lý song song Mỗi kênh con được điều chế sử dụng QAM và có thể mang từ 0 tới tối đa 15 bits/symbol/Hz Trong 256 kênh con thì có 26 kênh dùng cho hướng lên , 250 kênh dùng cho hướng xuống nếu có sử dụng phương pháp triệt tiếng vọng EC hoặc 223 kênh dành cho hướng xuống nếu không sử dụng phương pháp EC, các kênh 1-6 và kênh 32 để trống DMT được minh họa như trong hình 3.7 Tốc độ luồng lên tối đa theo lý thuyết là 26 x 15 bits/symbol/Hz x 4 KHz = 1,56 Mb/s, tốc độ luồng xuống tối đa theo lý thuyết là 250 x 250 bits/symbol/Hz x 4 KHz =

15 Mb/s Số lượng bit thực tế được mang trên mỗi kênh con phụ thuộc vào đặc tính đường truyền Những kênh con nào đó có thể không được sử dụng do nhiễu

một kênh con nào đó có thể làm cho kênh con đó không sử dụng được Hình 1.6

là sơ đồ khối một máy phát DMT

Hình 1.6 Mã đa tần rời rạc DMT

Hình 1.7 Sơ đồ khối phát DMT

DMT đem lại một số ưu điểm bao gồm: truyền được tốc độ bit tối đa trong các khoảng băng tần nhỏ, linh hoạt trong việc tối ưu tốc độ đường truyền nhờ vào thay đổi số bit trong một kênh con dựa vào tỉ số S/N (xem ví dụ hình 1.8 ), khả năng chống nhiễu từ các tần số vô tuyến và tránh nhiễu xung rất tốt DMT khắc

phục được ISI bằng cách giải mã độc lập các ký hiệu trong các sóng mang phụ Tuy nhiên do sử dụng nhiều sóng mang nên thiết bị sử dụng DMT rất đắt và phức tạp

Hình 1.8 Ví dụ tối ưu tốc độ đường truyền sử dụng mã DMT

1.4.2.2 Điều chế pha và biên độ không sóng mang CAP

CAP là phương pháp điều chế pha và biên độ không sóng mang, dựa trên hương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM, một số nhà sản xuất thiết bị DSL sử ụng CAP làm mã đường truyền Cũng giống như QAM, CAP sử dụng cả điều iên hiều mức (tức là nhiều mức điện áp cho 1 xung) và điều chế pha dẫn tới các chùm sao mã hóa như cho thấy trên Hình 1.9

Hình 1.9 Chùm sao mã hóa cho CAP-64

Sự khác biệt giữa CAP và QAM thực chất là quá trình thực hiện Với QAM, hai tín hiệu được kết hợp với nhau trong miền tương tự Tuy nhiên, do tín hiệu sóng mang không mang thông tin nên trong quá trình thực hiện CAP không truyền đi chút sóng mang nào Điều chế tín hiệu được thực hiện theo phương thức số sử dụng hai bộ lọc số với các đặc tính biên độ bằng nhau nhưng khác nhau về đáp ứng pha Ưu điểm của CAP so với QAM là điều chế tín hiệu số chứ không phải là tương tự - điều này dẫn tới tiết kiệm được chi phí Sự vắng mặt của sóng mang tạo nên việc thực thi "không sóng mang" hay "nén sóng mang" Với QAM, chùm sao mã hóa là cố định nhưng với CAP chùm sao mã hóa là tự do quay do không có sóng mang để cố định nó tới một giá trị tuyệt đối Để bù trừ cho điều này, một máy thu CAP phải có chức năng quay để phát hiện vị trí tương đối của chùm sao Thật may là chi phí cho việc thực hiện chức năng quay khá thấp

Hình 1.10 Thu phát tín hiệu theo phương pháp CAP

Hình 1.10 là sơ đồ thu phát tín hiệu theo phương pháp điều chế CAP Các bít dữ liệu được đưa vào bộ mã hóa, đầu ra bộ mã hóa 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 thích ứng và đến phần xử lý sau đó là giải mã Bộ lọc phía thu và bộ xử lý là một phần của việc cân bằng điều chỉnh để chỉnh méo tín hiệu

CAP tạo ra các thuận lợi sau:

- 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

- Có thể thích ứng tốc độ nhờ việc thay đổi kích cỡ chùm sao mã hóa (4-CAP, 64-CAP, 512-CAP vv ) hoặc bằng cách tăng hoặc giảm băng tần

- Mạch thực hiện đơn giản

CAP có nhược điểm là do không có sóng mang nên năng lượng suy giảm nhanh trên đường truyền và 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 CAP vẫn là tiêu chuẩn riêng của hãng Paradyne và có rất ít thiết bị hỗ trợ

So với DMT, CAP sử dụng toàn bộ băng tần sẵn có (ngoại trừ băng tần thoại tương tự), do đó không có các kênh con trong CAP Nói cách khác, mặc dù DMT và CAP cả hai đều dựa trên QAM, nhưng sự khác nhau cơ bản nhất là DMT sử dụng QAM trong mỗi kênh con còn CAP (giống như QAM truyền thống) phân phối đồng đều năng lượng qua toàn bộ dải tần Các hệ thống CAP sử dụng ghép kênh phân tần số (FDM) để tách biệt các tần số thành kênh luồng lên

và kênh luồng xuống

1.4.3 Các chương pháp truyền dẫn song công trong ADSL

Hầu hết các dịch vụ xDSL đòi hỏi truyền dữ liệu hai chiều (song công), thậm chí tốc độ bit theo các hướng ngược nhau là không đối xứng Các modem DSL sử dụng các phương pháp song công để tách biệt tín hiệu trên các hướng ngược nhau Có 4 phương thức song công khác nhau: song công 4 dây, triệt tiếng vọng, song công phân chia theo thời gian và phân công phân chia theo tần số

Phương pháp song công triệt tiếng vọng và song công phân chia theo tần số được

sử dụng trong các modem ADSL

1.4.3.1 Song công phân chia theo tần số (FDM)

Trong phương pháp này dải tần được chia hai phần đường lên và đường xuống khác nhau Một dải tần bảo vệ là cần thiết giúp cho các splitter ngăn tạp

âm POTS can nhiễu vào truyền dẫn số Sự phân bổ tần số được trình bày như hình 1.11

Hình 1.11 FDM ADSL

Hình 1.12 Sơ đồ thu phát theo FDM

Đối với FDM ADSL thì băng xuống rộng hơn băng lên rất nhiều và thông thường đường lên sử dụng băng tần thấp còn đường xuống sử dụng băng tần cao

Ưu điểm của phương pháp FDM:

- Do băng tần lên và xuống tách biệt nên giảm được can nhiễu trong một đôi dây, triệt được xuyên âm đầu gần NEXT

- Không cần đồng bộ giữa phát và thu

Nhược điểm của FDM:

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

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

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

- Vẫn có xuyên âm đầu gần trong hai đôi dây khác nhau do các hãng sản xuất khác nhau sử dụng các băng tần khác nhau

- Ảnh hưởng tới các dịch vụ khác và bị ảnh hưởng bởi các dịch vụ khác do tần số truyền cao

1.4.3.2 Song công triệt tiếng vọng EC

Triệt tiếng vọng là dạng phổ biến nhất của ghép kênh trong DSL hiện đại, đang được chuẩn hóa để sử dụng trong ISDN, HDSL và ADSL Tiếng vọng là sự phản xạ của tín hiệu phát vào bộ thu đầu gần, tiếng vọng đi theo cả hai hướng của truyền dẫn số và cùng tồn tại đồng thời trên đôi dây xoắn Vì vậy tiếng vọng là tạp âm không mong muốn, tiếng vọng là một phiên bản của tín hiệu phát xuyên nhiễu qua bộ sai động do phối hợp trở kháng không hoàn hảo Tiếng vọng là hiện tượng tự xuyên kênh trong cùng một đôi dây

Phương pháp truyền dẫn song công triệt tiếng vọng EC sử dụng một kênh duy nhất cho cả phát và thu (dải tần phát được đặt trong dải tần thu) nên cần một

bộ khử tiếng vọng tại phía thu Kỹ thuật này cho phép modem có thể sử dụng toàn bộ băng thông trên cả hai hướng

Hình 1.13 Bộ triệt tiếng vọng

Hình 1.14 EC ADSL

Hình 1.13 là sơ đồ của một bộ triệt tiếng vọng Bộ triệt tiếng vọng tạo ra một bản sao của tín hiệu phát đi theo hướng không mong muốn khi qua bộ sai động, quá trình tạo ra tín hiệu này được hiệu chỉnh vòng sao cho tín hiệu này càng gần giống với tiếng vọng lọt qua bộ sai động càng tốt Hai tín hiệu tiếng vọng lọt qua bộ sai động và tín hiệu tạo ra từ bộ triệt tiếng vọng sẽ bị triệt tiêu nhau tại bộ cộng Vì thế tại đầu thu gần sẽ không có tiếng vọng

Sự phân bổ tần số của phương pháp truyền dẫn ADSL song công triệt tiếng vọng EC như hình 1.14

Ưu điểm của phương pháp EC:

- Tận dụng băng tần tốt

- Giới hạn xuyên âm nhỏ

Nhược điểm của phương pháp EC:

- Mạch thực hiện phức tạp do có bộ tạo tiếng vọng giả

- Bộ triệt tiếng vọng chỉ triệt được tiếng vọng trong cùng một mạch do đó vẫn có khả năng gây ra tiếng vọng trong các mạch khác nhau

1.4.3.3 Trải phổ của tín hiệu ADSL

Sự trải phổ của tín hiệu ADSL ( hình vẽ 1.15) Công nghệ ADSL sử dụng dải tần cao của đôi dây xoắn đôi với nguyên lý ghép kênh phân tần, sự phân bổ tần số như sau:

- Từ 0 đến 4 KHz: dịch vụ POTS

- Từ 25 đến 138 KHz: luồng số liệu hướng lên (Upstream)

- Từ 138 đến 1104 KHz: luồng số liệu hướng xuống (Downstream)

Phổ tần dành cho ADSL G.Lite chỉ từ 25 ÷ 552 Khz bằng ½ so với phổ tần dành cho ADSL G.DMT Do đó số kênh con DMT (số bin) của ADSL G.Lite cũng bằng ½ so với ADSL G.DMT

Hình 1.15 Trải phổ tín hiệu ADSL

1.4.4 Mô hình tham chiếu của hệ thống ADSL

Mô hình tham chiếu của hệ thống ADSL theo khuyến nghị ITU-T G.997.1 ( hình vẽ 1.16)

Hình 1.16 Mô hình tham chiếu hệ thống ADSL (theo ITU-T G.997.1)

Mô hình tham chiếu minh họa các khối chức năng được yêu cầu để cung cấp dịch vụ ADSL Đối với mô hình tham chiếu cho hệ thống ADSL G.Lite thì cũng tương tự ngoại trừ bộ tách phía khách hàng là tùy chọn

Chức năng các khối và các giao tiếp trong mô hình như sau:

ATU-C: Đơn vị truyền dẫn ADSL phía tổng đài ATU-C được tích hợp trong một node truy nhập

 ATU-R: Đơn vị truyền dẫn ADSL phía khách hàng

 Mạng băng rộng – Broadband Network: Hệ thống chuyển mạch tốc độ

dữ liệu trên 1,5/2 Mb/s

 HPF – High Pass Filter: Bộ lọc thông cao

 LPF – Low Pass Filter: Bộ lọc thông thấp

 Mạng băng hẹp – Narrowband Network: Hệ thống chuyển mạch dữ liệu tốc độ bằng hoặc dưới 1,5/2 Mb/s

 NT- Network Termination: Đầu cuối mạng

 POST: Dịch vụ mạng điện thoại truyền thống

 Mô đun dịch vụ SM – Service Module: Hình thành các chức năng đáp ứng đầu cuối; như Set Top-Box, giao tiếp PC, hay router LAN

 Bộ lọc Splitter: Bộ lọc phân chia tần số

 Giao tiếp T- R: Giao tiếp giữa ATU-R với lớp chuyển mạch (ATM hay STM )

 Giao tiếp T/S: giao tiếp với đầu cuối mạng ADSL ( ADSL Network Termination) và mạng trong nhà thuê bao CI ( Custommer Installation )

 Giao tiếp U–C: Giao tiếp giữa mạch vòng thuê bao và ATU-C

 Giao tiếp U-C2: Giao tiếp giữa POST Splitter và ATU-C

Giao tiếp U-R: Giao tiếp giữa mạch vòng thuê bao và ATU-R

 Giao tiếp U-R2: Giao tiếp giữa POST Splitter và ATU-R

 Giao tiếp logic V-C: Giao tiếp logic giữa ATU-C và mạng số băng rộng (các hệ thống chuyển mạch ATM hay STM)

1.4.5 Chuyển Vận Dữ Liệu Và Hoạt Động Của Thiết Bị ADSL 1.4.5.1 Phân loại chuyển vận

Các hệ thống ADSL bắt buộc phải hỗ trợ ít nhất là AS0 Số tối đa các kênh phụ được sử dụng cùng lúc và số tối đa các kênh truyền tải được chuyển vận cùng lúc trong hệ thống ADSL tùy thuộc vào phân loại chuyển vận của hệ thống ADSL đang sử dụng Người ta phân chia tốc độ chuyển vận ADSL thành các lớp chuyển vận được đánh số thứ tự Hiện nay có hai phân loại chuyển vận, một là phân loại chuyển vận dựa trên tốc độ chuẩn T1 1,536 Mb/s được sử dụng

ở khu vực Bắc Mĩ và một là phân loại chuyển vận 2M dùng cho hệ thống truyền dẫn dựa trên tốc độ chuẩn E1 2,048 Mb/s

Hình 1.17 Mô hình tham chiếu ATU-R cho truyền tải STM

Hình 1.18 Mô hình tham chiếu ATU-R cho truyền tải ATM

Đối với phân loại chuyển vận với tốc độ chuẩn 1,536 Mb/s thì tốc độ tiêu chuẩn của các kênh truyền như bảng 1.2 và các lớp chuyển vận như bảng 1.3 Các hệ thống ADSL bắt buộc phải hỗ trợ lớp truyền tải 1 và 4, hai lớp truyền tải

2 và 3 là tuỳ chọn

Loại kênh Tốc độ Ghi chú

AS0 n0 x 1,536 Mb/s n0 = 0, 1, 2, 3 hay 4 AS1 n1 x 1,536 Mb/s n1 =0, 1, 2 hay 3

Bảng 1.2 Bảng tốc độ kênh truyền theo tốc độ chuẩn 1,536 Mb/s

4,608 Mb/s 1.536 Mb/s 3,072 Mb/s 4,608 Mb/s

3,072 Mb/s 1.536 Mb/s 3,072 Mb/s

1,536 Mb/s 1.536 Mb/s

Bảng 1.3 Bảng phân lớp chuyển vận theo tốc độ chuẩn 1,536 Mb/s

Đối với phân loại chuyển vận với tốc độ chuẩn 2,048 Mb/s thì tốc độ tiêu

Loại kênh Tốc độ Ghi chú

LS0 còn được gọi là kênh “C”

Bảng 1.4 Bảng tốc độ kênh truyền theo tốc độ chuẩn 2,048 Mb/s

4,608 Mb/s 2,048 Mb/s 4,608 Mb/s

2,048 Mb/s 2,048 Mb/s

Bảng 1.5 Bảng phân lớp chuyển vận theo tốc độ chuẩn 2,048 Mb/s

Mỗi hệ thống ADSL có thể có đến ba kênh truyền tải song công hoạt động cùng lúc trên giao tiếp ADSL Một trong các kênh truyền tải song công này luôn luôn bắt buộc là kênh điều khiển ký hiệu là kênh C (Control channel) Kênh C mang các thông điệp báo hiệu chọn dịch vụ và thiết lập cuộc gọi Tất cả các báo hiệu từ người sử dụng tới mạng cho các kênh đơn công chiều downstream đều

được truyền tải trên kênh điều khiển C và kênh điều khiển C cũng có thể mang cả các thông điệp báo hiệu cho các kênh truyền tải song công Kênh C luôn luôn tích cực và hoạt động ở tốc độ 16 Kbps trong các phân loại chuyển vận 4 và 2M 3 Trong các phân loại chuyển vận 4 hay 2M-3 các thông điệp kênh C luôn luôn được chuyển trong một vùng overhead đặc biệt của khung dữ liệu ADSL Các phân loại chuyển vận khác sử dụng kênh C 64 Kbps và các thông điệp được chuyển vận trong kênh truyền tải song công LS0

1.4.5.2 Cấu trúc khung

ADSL truyền tải theo khung Độ dài của khung được quyết định bởi tốc

độ dữ liệu tương ứng tại giao diện Lượng dữ liệu thực sự được mã hóa trong một kênh sóng mang DMT là một hàm của trạng thái đường dây Tùy theo trạng thái đường dây lúc bắt đầu chuyển đổi mà số sóng mang được hỗ trợ và lượng dữ liệu trong mỗi âm sẽ thay đổi Một khung sẽ được mã hóa và điều chế thành một ký hiệu (symbol) DMT Mỗi khung chứa dữ liệu từ cả bộ đệm dữ liệu nhanh và bộ đệm dữ liệu xen cũng như các bit mào đầu được dùng để sửa lỗi, quản trị và quản

lý tuyến ADSL Vì độ dài khung liên quan trực tiếp đến cách dữ liệu được mã hóa sử dụng DMT nên không cần thiết phải chỉ thị ranh giới đầu hay cuối một khung

Dữ liệu hướng xuống được truyền trong một siêu khung 17 ms Mỗi siêu khung bao gồm 68 khung dữ liệu và 1 khung đồng bộ (xem hình 1.19) Khung 0 dùng để truyền các thông tin điều khiển lỗi CRC và các khung 1, 34, 35 truyền các bit chỉ thị ib để quản lý liên kết như chỉ thị lỗi, cảnh báo mất tín hiệu v.v Khung đồng bộ không phải là một phần của siêu khung ADSL nhưng theo sau mọi siêu khung ADSL nhằm mục đích duy trì đồng bộ và cân bằng một biểu tượng DMT, khung đồng bộ không mang thông tin người sử dụng và dữ liệu mức bit

- Mỗi khung ADSL Fullrate truyền trong 0,25 ms và bị chia làm hai phần chính, mỗi phần 0,125 ms:

Phần thứ nhất là dữ liệu nhanh (fast data) từ bộ đệm dữ liệu nhanh Bộ đệm này dành cho lưu lượng nhạy cảm với thời gian trễ nhưng không ngặt nghèo

về lỗi như audio và video Nói cách khác dữ liệu này phải được truyền đi với độ trễ nhỏ nhất nhưng không cần phải sửa lỗi Một octet đặc biệt gọi là fast byte được đặt trước tầng dữ liệu nhanh để mang thông tin CRC hay các bit chỉ thị khi cần Dữ liệu nhanh được bảo vệ bằng trường FEC để sửa sai vì các dữ liệu nhanh như âm thanh, hình ảnh không thể sửa sai bằng gởi lại được

Phần thứ hai của khung chứa thông tin từ bộ đệm dữ liệu xen (interleaved data buffer) Bộ đệm này dành cho lưu lượng yêu cầu ngặt nghèo về lỗi nhưng không nhạy cảm với độ trễ như các ứng dụng thuần túy dữ liệu (chẳng hạn như dữ liệu truy xuất Internet) Nói cách khác một lượng trễ nhất định là có thể chấp nhận được nhưng lưu lượng phải được gửi đi không bị lỗi Do đó yêu cầu dữ liệu xen phải được đóng gói và xử lý phức tạp hơn dữ liệu nhanh, nếu gặp lỗi không sửa được có thể phát lại khung Việc xen dữ liệu sẽ làm cho dữ liệu được bảo vệ tốt hơn Tất cả nội dung của khung được ngẫu nhiên hóa trước khi truyền đi để tối thiểu hóa trường hợp mất đồng bộ khung

Như đã nói ở trên, các khung 0, 1, 34 và 35 có vai trò đặc biệt trong đa khung ADSL Những khung này mang thông tin CRC của khung và các bit chỉ thị là các thông tin mào đầu Các khung khác gồm khung 2 đến khung 33 và khung 36 đến khung 67 cũng có truyền các thông tin mào đầu của kênh EOC và

điều khiển đồng bộ Tất cả các thông tin này được truyền tải trong byte nhanh của mỗikhung trong đa khung ADSL Phần mào đầu của byte nhanh có cấu trúc khác nhau tùy thuộc vào khung chẵn hay khung lẻ

ADSL Fullrate hỗ trợ cả đường dữ liệu nhanh và đường dữ liệu xen, và nó được nói tới như là ADSL trễ kép (nghĩa là nó hỗ trợ cả lưu lượng nhạy cảm với trễ và lưu lượng không nhạy cảm với trễ) Trái lại ADSL G.Lite chỉ hỗ trợ độ trễ đơn với dữ liệu xen Tuy nhiên cách sử dụng các byte nhanh (phụ thuộc vào số khung nào mang các bit crc, bit chỉ thị ib và bit eoc) là giống như ADSL Fullrate Như đã biết, trong truyền tải ADSL, người ta chia dòng dữ liệu thành kênh phụ bao gồm các kênh phụ đơn công (AS0, AS1, AS2, AS3) và các kênh phụ song công (LS0, LS1, LS2) Các kênh dữ liệu này sẽ được gán vào bộ đệm nhanh (Fast Buffer) hoặc bộ đệm xen (Interleaved Bufffer) Dữ liệu trong bộ đệm nhanh được chèn vào phần đầu tiên của khung Byte đầu tiên là “byte nhanh” và chứa

cả thông tin mào đầu và đồng bộ Các byte dữ liệu từ bộ đệm nhanh được chèn theo sau byte nhanh.Các byte cho mỗi kênh phụ theo thứ tự được chỉ ra ở hình 1.20 Nếu một kênh không được sử dụng thì không có dữ liệu được chèn vào vị trí của kênh đó Dữ liệu cho những kênh riêng biệt được chỉ định tương xứng với khung dựa trên băng thông được dành cho mỗi kênh Nếu như không có dữ liệu gửi qua đường dẫn nhanh, thì phần khung dữ liệu nhanh sẽ chỉ có byte nhanh

Hình 1.20 Cấu trúc khung đường nhanh

Bộ đệm xen được chèn vào trong khung sau dữ liệu bộ đệm nhanh Đầu

tiên nó được tập hợp theo khuôn dạng đồng nhất theo khung nhanh Giống như

khung nhanh, lượng dữ liệu thực sự cho mỗi kênh mang chỉ định cho đường dẫn

xen được trải ra tỉ lệ với phần băng thông của kênh mang trong tổng băng thông

của đường nối ADSL Một khi ghép kênh được thực hiện cho đường dẫn xen, các

khung được giữ trong bộ đệm tới chiều sâu xen (đã được xác định trước,

N khung) và liên kết với mỗi khung khác Kết quả là đầu ra có cùng độ dài với

khung đầu vào nhưng chứa các bit từ N khung xen đầu vào trước đó Như vậy,

dữ liệu được gửi đến bộ mã hóa DMT chứa dữ liệu từ tất cả N khung trong bộ

đệm Vì vậy dữ liệu từ khung xen bất kỳ bị trễ đi một chu kỳ là N khung (N x

0,25 ms) trước khi được giải mã tại đầu cuối ở xa Đầu ra của bộ ghép xen được

ghép lại với đầu ra của bộ đệm nhanh để tạo thành khung Hình 1.21 diễn tả cấu

trúc của khung dữ liệu xen

Hình 1.21 Sự tạo khung xen

Ta thấy trong các khung dữ liệu có các byte mở rộng AEX và LEX Chức

năng của các byte này như sau:

AEX = 0, nếu dòng đơn công AS-x không có dữ liệu

 LEX = 0, nếu cả hai dòng đơn công AS-x và LS-x không có dữ liệu Như trên ta đã nói đến cấu trúc khung của bộ đệm nhanh và bộ đệm xen của ATU-C cho luồng dữ liệu hướng xuống Hình 1.22 sẽ miêu tả cấu trúc khung của bộ đệm nhanh và bộ đệm xen của ATU-R cho luồng dữ liệu hướng lên

Hình 1.22 Cấu trúc khung dữ liệu hướng lên (ATU-R)

1.4.6 ADSL2 Và ADSL2+

1.4.6.1 Tổng quan về ADSL2

Tháng 7 năm 2002 ITU-T ban hành tiêu chuẩn đầu tiên về ADSL2 trong khuyến nghị G.992.3 và G.994 ADSL2 ra đời nhằm cải tiến tất cả các ứng dụng trên ADSL về cả thoại và số liệu Ngoài hai chế độ truyền dẫn trên ADSL là chế

độ truyền dẫn đồng bộ STM và chế độ truyền dẫn bất đồng bộ ATM như ADSL thế hệ đầu tiên ADSL2 còn hỗ trợ thêm chế độ truyền dẫn thứ ba là chế độ truyền dẫn gói Packet và hỗ trợ thoại không gói hóa gọi là thoại kênh hóa (CV: Channelized Voice) Thoại kênh hóa được đưa vào dòng dữ liệu của ADSL2 mà không cần qua bộ IAD

Ngoài ra ADSL2 còn thay đổi về dải tần truyền dẫn theo hai chiều stream

và downstream Nhờ các cải thiện này mà tốc độ truyền dẫn của ADSL2 cao hơn

và độ dài đường dây cũng tăng Với những cải tiến như vậy, ADSL2 đã đem đến dịch vụ cho đến 99% các đường dây ở vùng thành thị Hơn nữa ADSL2 lại tương hợp tốt với ADSL được tiêu chuẩn hóa trong ITU-T G.992.1

1.4.6.2 Cải thiện tốc độ và độ dài đường dây

ADSL2 đã đạt được tốc độ tối đa cho đường xuống và đường lên tương

yếu tố khác Để được như vậy ADSL2 đã thực hiện các bước cải tiến hiệu quả về điều chế, giảm số lượng bit mào đầu trên mỗi khung ADSL cũng như đạt được

độ lợi mã hóa cao hơn bằng mã Reed – Solomon (RS) đối với các vòng thuê bao dài có tốc độ dữ liệu thấp Với ADSL thế hệ đầu tiên, lượng bit mào đầu cho mỗi khung cố định ở dung lượng 32Kbps Dung lượng này chiếm phần đáng kể trong tốc độ dữ liệu của các đường dây dài 32Kb/s chiếm đến 25% dung lượng 28Kbps của các đường dây dài ADSL2 dùng cơ chế mào đầu lập trình được và

có dung lượng từ 4Kbps đến 32Kbps tùy theo tốc độ đường truyền là thấp hay cao

- ADSL2 cũng hỗ trợ các chế độ xử lý tín hiệu mở rộng Cơ chế trạng thái ban đầu (Initialization State Machine) có nhiều sự cải tiến để tăng tốc độ dữ liệu trong hệ thống ADSL2 Một số cải tiến bao gồm:

+ Dùng kỹ thuật triệt xuyên kênh bởi việc cắt bớt công suất tại hai đầu cuối của đường truyền nhằm giảm tiếng vọng đầu gần và các mức xuyên âm từ dây này sang dây kia trong cùng bó cáp

+ Máy thu xác định vị trí của tần số kênh hoa tiêu và sóng mang con mang bản tin khởi tạo nhằm tránh truyền vào dải tần của các nhánh rẽ và dải tần bị nhiễu bởi sóng AM

+ Bỏ bớt các dải tần con để triệt nhiễu cao tần RFI (Radio Frequency Interference)

+ Khảo sát đặc tính kênh truyền trong giai đoạn khởi động: Channel Discovery và Transceive Training nhằm cải tiến việc nhận dạng kênh của máy thu

Hình 1.23 chỉ ra tốc độ và độ dài đường dây của ADSL2 so với ADSL thế

hệ đầu tiên Đối với các đường dây điện thoại dài hơn, ADSL2 đã tăng tốc độ ướng lên và hướng xuống hơn 50 Kb/s, nghĩa là độ dài đường dây tăng lên khoảng 183 m hay diện tích vùng phục vụ tăng 6% (6,5 Km2)

Hình 1.23 Cải thiện cự ly và tốc độ đạt được của ADSL2 so với ADSL

1.4.6.3 ADSL2+

ADSL2+ được ITU-T đưa ra vào tháng 1-2003 trong khuyến nghị G992.5 ADSL2+ cho phép gấp đối băng thông được sử dụng cho chiều xuống, kết quả là gấp đôi tốc độ dữ liệu hướng xuống, và đạt được tốc độ 20 Mb/s trên đường khuyền thoại dài 1,5 Km ADSL2+ cũng cung cấp chế độ lựa chọn để có thể tăng gấp đôi thông lượng đường truyền gửi lên (upstream) từ máy tính ADSL2+ cũng

có thể được dùng để giảm nhiễu xuyên kênh bởi việc chỉ sử dụng dải tần từ 1,1÷2,2 MHz

Trong khi ADSL và ADSL2 dành băng tần cho luồng xuống tương ứng là 1,1 MHz và 552 KHz thì ADSL2+ dành băng tần cho luồng xuống lên tới 2,2 MHz (xem hình 1.24) Kết quả là tốc độ dữ liệu tăng lên đáng kể ở cự ly đường truyền ngắn ( xem hình 1.25 ) Tốc độ dữ liệu luồng lên của ADSL2+ tối

đa là 1 Mb/s, tùy thuộc vào trạng thái vòng lặp

Hình 1.24 ADSL2+ gấp đôi băng thông hướng xuống

Hình 1.25 ADSL2+ gấp đôi tốc độ dữ liệu hướng xuống

ADSL2+ đạt được điều này là do các đặc điểm sau:

- ADSL2+ sử dụng chung mạng cáp đồng nội hạt đang có sẵn, và với công nghệ ADSL2+ xử lý xuyên nhiễu tốt nên tỷ lệ sử dụng đôi cáp trong bó cáp nhiều hơn so với ADSL

- Tốc độ thương mại hóa ADSL2+ nhanh

- Chi phí triển khai cáp quang cao và giá thành của VDSL cũng đắt hơn ADSL2+ từ 2 đến 3 lần

- Không cần nâng cấp mạng, chỉ đơn giản là triển khai ADSL2+ trên thiết

bị DSLAM đã đầu tư cho ADS

1.4.7 Cấu Trúc Mạng Sử Dụng Công Nghệ ADSL

Hình 1.26 Mô hình kết nối hệ thống ADSL trong thực tế

Hình 1.27 Mô hình phân chia dịch vụ mạng ADSL Một hệ thống ADSL gồm có các thành phần thiết bị sau:

- Các thiết bị phía nhà cung cấp: bộ tập hợp truy cập Aggregator, bộ ghép kênh truy cập DSLAM (Digital subscriber Line Access Multiplexer), kênh ruyền, bộ tách dịch vụ POTS (CO Splitter)

- Các thiết bị phía khách hàng: Thiết bị đầu cuối ADSL (ADSL – CPE: ADSL

- Customer Premises Equipment), PC/LAN, bộ tách dịch vụ POTS (CPE