Tài liệu Kỹ thuật và dịch vụ nổi trội ADSL - Chương 2 doc

Hình 2.2 Đặc tính phổ tần của hệ thống tín hiệu triệt tiếng dội EC so với hệ thống tín hiệu ghép phân tần FDM Một cách để quản lý chắc chắn xuyên kênh là đầu tiên phải khảo sát các dịc

Chương 2:

KỸ THUẬT VÀ DỊCH VỤ NỔI TRỘI CỦA ADSL 2.1 ADSL – Kỹ thuật con nhà nghèo

2.1.1 Những thách thức đối với kỹ thuật ADSL

Mạng PSTN mạng thuê bao nội hạt của nó được thiết kế theo tiêu chuẩn giới hạn truyền dẫn kênh thoại tương tự 3400Hz Ví dụ: điện thoại, MODEM quay số, MODEM fax, đều được giới hạn truyền dẫn trên đường dây điện thoại với phổ tần số từ 0 Hz đến 3400Hz Tốc độ thông tin cao nhất có thể đạt được trong phổ tần số 3400Hz là 35kbps và thực tế đã đạt được 33,6 kbps

Vậy làm cách nào công nghệ DSL có thể đạt được tốc độ thông tin hàng triêäu bit mỗi giây trên cùng một môi trường truyền dẫn cáp đồng như vậy Câu trả lời thật đơn giản: loại bỏ giới hạn 3400Hz! DSL cũng như T1 và E1 trước đó sử dụng tầm tần số rộng hơn kênh thoại Ứng dụng như vậy đòi hỏi truyền dẫn thông tin trên một tầm tần số rộng từ một đầu dây tới thiết bị thu ở đầu bên kia Có 3 vấn đề nảy sinh khi ta loại bỏ giới hạn 3400Hz và đột ngột tăng cao tốc độ thông tin trên cáp đồng:

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

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

- Bridged tap: các đoạn dây kéo dài không có kết thúc của vòng thuê

bao gây ra thêm mất mát một số tần số xung quanh giá trị tần số có một phần tư bước sóng bằng độ dài đoạn kéo thêm

- Xuyên kênh (crosstalk): xuyên kênh giữa hai đôi dây trong một bó

cáp gây ra bởi năng lượng điện mang theo trong mỗi đôi dây

Người ta thường so sánh truyền dẫn tín hiệu điện với lái xe hơi Tốc độ xe hơi càng nhanh càng tốn nhiều nhiên liệu và càng mau phải đổ xăng Với tín hiệu điện truyền trên cáp đồng thì sử dụng tần số càng cao sẽ càng làm giảm cự ly thông tin Điều này là do tín hiệu tần số cao truyền qua cáp kim loại suy hao nhanh hơn tín hiệu tần số thấp Một phương pháp để tối thiểu hoá suy hao là sử dụng dây trở kháng thấp Dây cỡ lớn có trở kháng nhỏ hơn dây cỡ nhỏ nên làm suy hao tín hiệu ít hơn và tín hiệu có thể truyền được đến khoảng cách lớn hơn

Dĩ nhiên sử dụng dây cỡ lớn sẽ làm tăng nhanh chi phí cho mạng cáp tính trung bình trên từng metre dây Vì vậy các công ty khai thác điện thoại thiết kế mạng cáp sử dụng cỡ dây nhỏ nhất có thể được cho việc truyền tải

Ở Bắc Mỹ (Hoa Kỳ và Gia Nã Đại), mạng cáp nội hạt thường là 24AWG và 26AWG Quy tắc thiết kế được hầu hết các công ty điện thoại sử dụng là dùng cỡ dây nhỏ hơn một chút cho các vòng thuê bao gần tổng đài nội hạt để tiết kiệm tối đa khoảng không gian chiếm chỗ và dùng cỡ dây lớn hơn một chút cho các vòng thuê bao xa để mở rộng tối đa chiều dài vòng thuê bao

Trong hầu hết các thị trường ngoài Bắc Mỹ cỡ dây được xác định bằng đường kính với đơn vị đo là milimetre Chẳng hạn 0,4 mm tương đương với 26 AWG và 0,5 mm tương đương với 24 AWG là các cỡ dây được sử dụng nhiều nhất trong khi ở các quốc gia đang phát triển đôi khi cỡ dây được sử dụng ở các vùng dân cư mới đã tăng lên đến 0,6 mm hay 0,9

mm Sự không đồng nhất cỡ dây đã tăng thêm thách thức trong việc xác định thực hiện từng loại hệ thống DSL cho từng loại vòng thuê bao riêng biệt

Vào những năm đầu của thập kỷ 80 trong thế kỷ trước, các nhà cung cấp thiết bị đã đầu tư phát triển hướng đến ISDN tốc độ cơ sở cung cấp 2 kênh B (Binary channel) 64 kbps và một kênh D (Digital channel) dùng cho báo hiệu và truyền dữ liệu Các bit dữ liệu nghiệp vụ thêm vào làm cho tốc độ đường truyền phải lên đến 160 kbps Điều chủ yếu để đường dây ISDN có thể kéo dài đến

6000 m là sử dụng các vòng thuê bao cáp đồng không có cuộn phụ tải Tuy nhiên kỹ thuật mã AMI đòi hỏi phải truyền tải ở tốc độ nhỏ hơn 160 000 Hz Vào năm 1988 người ta tăng hiệu quả của mã AMI lên gấp đôi bằng cách sử dụng truyền tải 2 bit thông tin trên mỗi chu kỳ tín hiệu hình sine hay baud Mã đường dây này được gọi là mã 2 bit nhị phân một tín hiệu tứ phân (2B1Q: 2 Binary 1 Quaternary) Mã 2B1Q trên đường truyền BRI của ISDN sử dụng tầm tần số từ 0 đến xấp xỉ 80 000Hz và đạt đến tầm liên lạc 6 000 m

Năng lượng điện được truyền trên cáp đồng là sóng đã được điều chế và nó phát xạ năng lượng qua các vòng dây đồng lân cận trong cùng một bó cáp Sự ghép năng lượng điện từ này gọi là xuyên kênh (crosstalk) Trong mạng điện thoại các dây dẫn đồng cách điện được bó với nhau thành một chão cáp Các hệ thống kế cận trong một chão cáp phát hoặc thu thông tin trong cùng một tầm tần số có thể tạo ra nhiễu xuyên kênh đáng kể Đó là do tín hiệu xuyên kênh cảm kháng kết hợp với tín hiệu truyền trên đường dây Kết quả là dạng sóng có hình dáng khác xa với dạng sóng được truyền đi

Xuyên kênh có thể phân thành 2 loại:

- Xuyên kênh đầu gần (NEXT: Near End Crosstalk) là đáng kể nhất

do tín hiệu năng lượng lớn từ các mạch kế cận có thể cảm ứng tạo

ra xuyên kênh tương đối mạnh lên tín hiệu nguyên thủy

- Xuyên kênh đầu xa (FEXT: Far End Crosstalk) thường nhỏ hơn

nhiều so với xuyên kênh đầu gần vì tín hiệu đầu xa bị suy hao khi nó chạy trên vòng thuê bao

Hình 2.1 Mô hình khái niệm NEXT/FEXT

Xuyên kênh là yếu tố rất quan trọng trong việc thực hiện nhiều hệ thống

Vì vậy, việc thực hiện hệ thống DSL thường được nói đến kèm theo sự hiện diện của các hệ thống khác có khả năng tạo ra xuyên kênh Chẳng hạn, độ dài tối đa của vòng thuê bao của một hệ thống DSL có thể được nói đến kèm theo sự hiện diện của 49 tác nhân gây nhiễu ISDN hay 24 tác nhân gây nhiễu HDSL nghĩa là DSL đang sử dụng nằm trong một bó cáp 50 đôi có 49 đôi dây ISDN hoặc 24 mạch 4 dây HDSL Vì vậy, các tham số thực hiện sẽ còn có tác dụng trong một thời gian dài

Phát và thu thông tin trên cùng một phổ tần số sẽ tự tạo ra nhiễu trong chính một vòng thuê bao Nhiễu này khác với xuyên kênh vì dạng sóng ở phát đã được máy thu cùng đầu dây biết trước và có thể được loại trừ một cách hiệu quả từ tín hiệu thu đã bị suy hao Phương pháp loại trừ thành phần sóng phát gọi là triệt tín hiệu dội (echo cancellation).

Khi tác động của suy hao và nhiễu không lớn lắm thì các hệ thống DSL có thể phục hồi lại chính xác tín hiệu dưới dạng số Tuy nhiên, khi tác động của các hiện tượng này khá lớn thì tín hiệu sẽ không phục hồi được chính xác ở đầu thu và sẽ xảy ra sai nhầm trong chuỗi bit phục hồi Một vài hệ thống DSL dùng các phổ tần khác nhau để phát và thu tín hiệu Phương pháp tách biệt tần số này gọi là ghép kênh phân tần (FDM: Frequency Division Multiplexing) Ưu điểm của của các hệ thống FDM so với các hệ thống triệt tiếng dội là loại trừ được xuyên kênh đầu gần NEXT vì hệ thống không thu tín hiệu cùng tần số với tín hiệu phát của các hệ thống lân cận Xuyên kênh còn lại là FEXT nhưng FEXT xuyên kênh rất yếu do nguồn tạo ra FEXT ở tận đầu bên kia của vòng thuê bao làm suy hao FEXT rất nhiều Vì vậy, các hệ thống FDM thường chống nhiễu từ các hệ thống lân cận tốt hơn so với các hệ thống triệt tiếng dội

Một hiện tượng khá lý thú cần lưu ý là các hệ thống triệt tiếng dội tạo ra tự xuyên kênh (self NEXT) Tự xuyên kênh tạo ra nhiễu đáng kể cho các hệ thống triệt tiếng dội khác trong cùng một chão cáp Vì vậy việc sử dụng nhiều hệ thống triệt tiếng dội giống nhau sẽ làm giảm khả năng kéo dài vòng thuê bao của cả nhóm trong cùng một chão cáp Ví dụ, một hệ thống HSDL T1 dựa trên CAP hay 2B1Q riêng lẻ có thể đạt được độ dài

4 Km Tuy nhiên khi thêm vài hệ thống dựa trên CAP hay 2B1Q thì độ dài vòng thuê bao tối đa chỉ còn 3 Km hay ngắn hơn nữa Hiện tượng này hầu như xảy ra ở hầu hết các đường dây thuê bao số sử dụng phương pháp triệt tiếng dội Do vậy khi chọn công nghệ DSL các nhà cung cấp dịch vụ phải kiểm tra việc thực hiện hệ thống với sự hiện diện của NEXT chắc chắn sẽ tồn tại khi có nhiều dịch vụ được sử dụng.

Cách xử lý kỹ thuật của các hệ thống FDM là các tín hiệu của 2 chiều upstream và downstream chiếm giữ tầm tần số lớn hơn nhiều so với các hệ thống triệt tiếng dội chồng chập tín hiệu thu và phát làm giảm chiều dài tối đa của vòng thuê bao

Trong nhiều trường hợp suy hao là yếu tố chính khi thực hiện còn trong các trường hợp khác xuyên kênh lại là nhân tố ảnh hưởng chính Vì vậy việc vận dụng tối ưu thay đổi tuỳ theo môi trường làm việc Trong môi trường có các hệ thống giới hạn xuyên kênh đầu gần thì hệ thống triệt tiếng dội tỏ ra tốt hơn còn trong môi trường mà xuyên kênh đầu gần lấn át thì hệ thống FDM thực hiện tốt hơn

Hình 2.2 Đặc tính phổ tần của hệ thống tín hiệu triệt tiếng dội EC

so với hệ thống tín hiệu ghép phân tần FDM

Một cách để quản lý chắc chắn xuyên kênh là đầu tiên phải khảo sát các dịch vụ được sử dụng trong cùng một bó cáp và tránh việc những dịch vụ này tạo

ra xuyên kênh Ví dụ: phổ của đường truyền T1 AMI hay đường truyền E1 HDB3 ảnh hưởng xuyên kênh đến hầu hết các đường dây DSL Do vậy, hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ theo một quy tắc là không cho phép sử dụng các dịch vụ T1 hay E1 trong cùng một bó cáp với các đường dây DSL Trong một cố gắng để kích thích sự cạnh tranh trên thị trường FCC đã tổ chức một hội nghị bàn tròn về

quản lý phổ (Spectrum management) vào tháng 10 năm 1998 để đạt được tiêu chuẩn công nghiệp cho phép các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau cùng chia nhau mạng cáp với các sản phẩm cạnh tranh Kết quả của hội nghị bàn tròn là uỷ ban ANSI T1E1.4 (ANSI: American National Standardization Institute) được yêu cầu phát triển một tiêu chuẩn quản lý phổ vì những kinh nghiệm của họ trong lĩnh vực tiêu chuẩn hoá công nghệ thuê bao nội hạt Tiến trình vẫn rất chậm chạp do phải đạt được quan hệ cân bằng giữa các tổ chức quản lý mạng và các nhà cung cấp dịch vụ Tuy nhiên người ta mong đợi thỏa thuận sẽ đạt được một thời gian ngắn sắp tới với sự thông qua của FCC về những vấn đề cơ bản của tiêu chuẩn trong tương lai Nền công nghiệp sẽ sử dụng tiêu chuẩn này làm cơ sở cho phát triển công nghệ và các quy tắc sử dụng vòng thuê bao

Mục tiêu của tiêu chuẩn là cho phép đổi mới và cạnh tranh giữa các nhà cung cấp dịch vụ cũng như giữa các nhà cung cấp thiết bị trong khi vẫn bảo vệ các dịch vụ hiện có Điều này có được từ các hạn chế về công suất phát, tần số tín hiệu và độ dài vòng thuê bao Chín nhóm quản lý tần số được xây dựng bao gồm phổ tần số của các độ rộng khác nhau và giới hạn độ dài vòng thuê bao của chúng Phổ tần số rộng hơn sẽ cho phép tốc độ số liệu cao hơn nhưng lại hạn chế độ dài vòng thuê bao nhiều hơn

2.1.2 Những trở ngại trên đường dây thuê bao khi triển khai ADSL

a Cuộn tải

Cuộn tải (load coil) là các cuộn dây nhỏ, các mạch lọc thông thấp đặt trên vòng thuê bao Cuộn tải ban đầu được lắp đặt vào các vòng thuê bao có độ dài hơn 1800 bộ để cải thiện chất lượng thoại và loại trừ nhiễu tần số cao tích lũy trên đường dây Theo thực tế kỹ thuật, các đường dây thuê bao dài hơn 1800 bộ phải được lắp thêm cuộn tải Cuộn tải đầu tiên được đặt cách 3000 bộ kể từ tổng đài và sau đó đặt các cuộn kế tiếp cách nhau 6000 bộ

Hình 2.3 Cuộn tải

Ở Bắc Mỹ có khoảng 24% số đường dây thuê bao có mắc cuộn tải nhưng chỉ có 12% số đường dây thuê bao dài quá 1800 bộ Sự khác biệt này là do việc

cấu hình lại mạng thuê bao với nhiều bộ cung cấp đường dây thuê bao xa tổng đài Các cuộn tải không còn cần thiết nữa vẫn bị bỏ lại trên đường dây Như vậy, độ dài đường dây thuê bao sẽ không đủ dữ kiện để xác định đường dây có cuộn tải hay không

Vì truyền dẫn tín hiệu DSL dựa vào tần số cao hơn dải tần thoại nên không thể truyền dẫn bất cứ một loại tín hiệu DSL nào trên đường dây thuê bao có cuộn tải Vì lý do này việc đánh giá đường dây thuê bao phải dò được sự hiện diện của cuộn tải và tốt hơn là xác định được khoảng cách tương đối giữa cuộn tải và tổng đài

b Nhánh rẽ

Nhánh rẽ là các nhánh cáp không nối với thuê bao trên vòng thuê bao nối với khách hàng Trong các mạng nội hạt do hồ sơ về các nhánh rẽ mất mát nhiều nên việc gỡ bỏ các nhánh rẽ là một thách thức tốn kém nhiều thời gian và tiền bạc

Hình 2.4 Nhánh rẽ

Độ dài nhánh rẽ và vị trí của chúng ảnh hưởng khác nhau đối với từng phiên bản DSL Nhánh rẽ có tác dụng như một nhánh ngắn mạch làm sóng phản xạ ở một số tần số triệt tiêu sóng truyền dẫn Truyền dẫn HDSL, MDSL, ISDN cho phép các nhánh rẽ đến 6000 bộ Các nhánh rẽ cũng không ngăn được tín hiệu ADSL nhưng chúng có thể làm giảm dải thông và tốc độ của dịch vụ DSL Nhánh rẽ càng ở gần phía khách hàng thì càng ảnh hưởng nặng đến tốc độ dịch vụ ADSL Việc đánh giá chất lượng đường dây thuê bao phải xác định cho được độ dài và vị trí các nhánh rẽ ảnh hưởng tới dịch vụ DSL Phương pháp đo phản xạ miền thời gian (time-domain reflectometry: TDR) thường được sử dụng để đo

vị trí và độ dài của nhánh rẽ Việc sử dụng bộ dịch tự động thông số kết quả của TDR cho phép đánh giá hàng loạt các đường dây và giảm thiểu việc sử dụng các nhân viên có kỹ thuật cao

2.1.3 Nguyên lý ADSL

ADSL sử dụng dải tần cao của dây xoắn đôi để truyền tải tín hiệu số ADSL sử dụng nguyên lý ghép kênh phân tần số (FDM: Frequency Division Multiplexing) và thực hiện việc tách ghép bằng bộ tách dịch vụ POTS splitter Từ

0 tới 4 KHz dành cho tín hiệu thoại POTS, từ 25 KHz tới 138 KHz dành cho tín hiệu chiều upstream của ADSL, từ 138 KHz tới 1 104 KHz dành cho tín hiệu chiều downstream của ADSL

Khoảng cách Công

Internet

Hình 2.6 Kiến trúc mạng ADSL 2.1.5 Các thành phần của hệ thống ADSL G.dmt

a Phía người sử dụng

Modem ADSL thực hiện chuyển đổi dữ liệu IP của máy tính thành chuỗi các cell ATM truyền trên đường dây ADSL Giữa PC (Personal Computer: máy tính cá nhân) và modem ADSL là giao tiếp chuẩn PCI (Peripheral Component Interconnect) cho modem lắp bên trong máy tính (internal) hay USB (Universal Serial Bus), Ethernet 10/100BASE-T cho modem lắp ngoài (external) Cuối cùng như đã nêu POTS splitter dùng để tách ghép tín hiệu phân tần ADSL và POTS

b Phía nhà cung cấp dịch vụ ADSL

Phía nhà cung cấp dịch vụ ADSL cũng có bộ POTS splitter để tách ghép tín hiệu phân tần ADSL và POTS Tín hiệu POTS sẽ được đưa đến tổng đài điện thoại nội hạt Tín hiệu ADSL sẽ được đưa đến bộ DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer, phát âm là “dee-slam”) DSLAM được bố trí cạnh tổng đài nội hạt và là nền tảng của giải pháp DSL Về mặt chức năng DSLAM tập hợp lưu lượng dữ liệu từ các vòng thuê bao DSL vào xương sống của mạng để kết nối với phần còn lại của mạng DSLAM cung cấp dịch vụ vận chuyển gói số liệu, tế bào

Customer Premises

Downstream

Upstream

Voice Switch

POTS Splitter

BRAS

POTS Splitter

PSTN

số liệu hay các ứng dụng chế độ kênh qua việc tập trung các đường dây DSL vào các ngõ ra 10Base-T, 100Base-T, T1/E1 T3/E3 hay ATM

Tín hiệu tần số

Hình 2.7 Bộ POTS splitter 2.1.6 Các loại dữ liệu ADSL

Có 2 loại dữ liệu ADSL là dữ liệu nhanh (fast data) và dữ liệu chính xác (interleaving data) Dữ liệu nhanh có yêu cầu cao về tốc độ và độ trễ nhưng không cần chính xác lắm Dữ liệu chính xác thì ngược lại, không yêu cầu cao về tốc độ và độ trễ nhưng lại cần độ chính xác cao Trong ADSL người ta kháng nhiễu xung bằng kỹ thuật ghép xen kẽ luân phiên (interleaving) Nhiễu xung là nhiễu gây ra sai bit của các nguồn đột biến điện áp trong thời gian ngắn như xung quay số thập phân của máy điện thoại, tia lửa điện gây ra bởi các động cơ điện gia dụng như máy sấy tóc, đồ chơi trẻ em, … Kỹ thuật interleaving tăng cường hiệu quả sửa sai của các bộ mã sửa sai dùng trong ADSL nhưng lại làm chậm tín hiệu, tăng độ trễ Như vậy interleaving chỉ thích hợp cho dữ liệu chính xác mà không thích hợp cho dữ liệu nhanh

2.1.7 Triển khai ADSL với các đường dây qua DLC

Nhu cầu ADSL đang ngày càng tăng với các thuê bao ở vùng ngoại ô cho các ứng dụng chi nhánh văn phòng và truy xuất Internet dân dụng Các thuê bao này có đường dây thuê bao dài phải qua bộ DLC Như ta đã biết, các bộ DLC ngăn cản việc triển khai ADSL Lý do là các bộ DLC đều có mạch mã hoá PCM và trong các mạch mã hoá PCM này đều có các bộ lọc thông thấp 4 KHz sẽ lọc không cho tín hiệu ADSL vốn có tần số cao từ 25 KHz tới 1 104 KHz đi qua Có 3

giải pháp cho việc triển khai ADSL cho các thuê bao không kết nối trực tiếp tới tổng đài mà phải qua bộ DLC Đó là:

- giải pháp DSLAM từ xa (remote DSLAM),

- giải pháp card đường dây ADSL,

- giải pháp RAM (Remote Accesss Multiplexer)

Hình 2.8 Đường dây ADSL kết nối trực tiếp tới tổng đài nội hạt

Hình 2.9 Đường dây ADSL kết nối tới tổng đài nội hạt qua bộ DLC

Mỗi giải pháp đều có ưu điểm và nhược điểm riêng của nó Giải pháp đưa DSLAM về tận bộ DSL (remote DSLAM) tốt cho việc triển khai ADSL nhưng lại có chi phí lắp đặt cao Ngược lại, giải pháp card đường dây ADSL lại hiệu quả kinh tế hơn Trong ba giải pháp này có lẽ RAM là giải pháp hứa hẹn nhất vừa kết hợp được ưu điểm của hai giải pháp trên vừa tối thiểu hoá được các bất lợi của chúng

a Remote DSLAM

Trong giải pháp này người ta dùng một bộ DSLAM hoàn chỉnh đã được thiết kế để làm việc trong điều kiện đặc biệt ở hè phố như chịu đựng được nhiệt độ làm việc lên tới 65oC, độ ẩm làm việc lên tới 95% vốn đặc trưng cho các remote terminal của DLC Các bộ remote DSLAM cũng có thể được lắp trong các nhà nhỏ hay trong các hộp có kiểm soát nhiệt độ (CEV: Controlled Environment Vault)

Ưu điểm của remote DSLAM:

- Remote DSLAM rất thích hợp cho trường hợp số thuê bao ADSL lớn,

có thể tăng số thuê bao ADSL rất đơn giản bằng cách gắn thêm card đường dây ADSL vào bộ remote DSLAM Một bộ remote DSLAM tiêu biểu có thể hỗ trợ từ 60 tới 100 đường dây ADSL

- Vì remote DSLAM cũng là một bộ DSLAM hoàn chỉnh nên việc cung

cấp, giám sát các đường dây ADSL hoàn toàn tương tự như với bộ DSLAM tại tổng đài Do đó không cần thêm hệ thống quản lý nào và cũng không cần phải huấn luyện thêm cho các kỹ thuật viên

- Việc triển khai ADSL sẽ không làm ảnh hưởng tới các dịch vụ thoại

POTS bởi vì các bộ remote DSLAM đều độc lập với các bộ DLC Bộ remote DSLAM chỉ đơn giản tách phân tần tín hiệu thoại POTS và gởi nguyên dạng tương tự của nó cho bộ DLC

Nhược điểm của remote DSLAM:

- Remote DSLAM là một giải pháp mắc tiền Vì bộ remote DSLAM ở

bên ngoài DLC nên việc lắp đặt đòi hỏi nhà cung cấp dịch vụ phải tìm vị trí thích hợp, tránh mưa, lắp đặt, cấp nguồn và đi dây từ phía DLC tới remote DSLAM và ngược lại Kết quả là phải đầu tư ban đầu khá nhiều thời gian và tiền bạc cho các bộ remote DSLAM Mặc dù việc đầu từ này có thể thu hồi vốn dần dần từ số thuê bao lớn của ADSL nhưng do ADSL đang ở giai đoạn phát triển ban đầu nên thực tế khó có thể thu hồi vốn được Hơn nữa, với các DLC có số đường dây nhỏ thì số thuê bao ADSL sẽ ít hơn nhiều và khó có thể hoàn vốn được cho các bộ remote DSLAM

- Các bộ remote DSLAM cũng tạo ra các vấn đề về kích cỡ và cấu

hình của các hộp đấu dây Thường nhà cung mạng nội hạt đặt một hay một vài hộp đấu dây gần với tủ DLC Khi triển khai ADSL cần phải nối lại các đôi dây có ADSL/POTS: các đôi dây này được đưa đến bộ DSLAM qua hộp đấu dây rồi được tách phần POTS quay lại DLC cũng qua hộp đấu dây một lần nữa Thường các hộp đấu dây được thiết kế sát với dung lượng của bộ DLC và một số nhỏ các dây trống Chính vì vậy khi triển khai ADSL thì phải đặt thêm các hộp đấu dây mới hay thay các hộp đấu dây với dung lượng lớn hơn Vấn đề sẽ phức tạp hơn rất nhiều khi bộ remote terminal của hệ thống DLC sử dụng nhiều hộp đấu dây vì không có cách nào để dự đoán được thực sự thuê bao nào sẽ thuê dịch vụ ADSL Vì vậy, dù bộ remote DSLAM rất thích hợp cho trường hợp có nhiều thuê bao ADSL nó cũng cần phải xem xét kỹ về mặt tài chính và kỹ thuật

b Giải pháp card đường dây ADSL

Một giải pháp khác là sử dụng các card đường dây gắn được với các khe cắm còn trống trong hệ thống DLC hiện hữu Giải pháp card đường dây ADSL có hai dạng Dạng thứ nhâát là chỗ trống chỉ dùng cho mục đích ổn định cơ học, và tất cả các kết nối đều thực hiện qua cáp Loại cấu hình này dùng cho các hệ thống DLC truyền thống Dạng thứ hai là dạng tích hợp card đường dây ADSL trong hệ thống DLC Lưu thoại số và lưu lượng ADSL được ghép chung và dùng chung một hệ thống truyền dẫn để đưa về tổng đài nội hạt Như vậy, giải pháp card đường dây ADSL tích hợp đã đưa ra một dạng DLC mới, DLC hỗ trợ ADSL

Ưu điểm của card đường dây ADSL:

Ưu điểm đầu tiên của card đường dây ADSL là nó tận dụng được các khe cắm còn trống trong bộ remote terminal của DLC Với giải pháp này nhiều chi phí như nhà chứa, lắp đặt, cung cấp nguồn, … vốn phải trả khi dùng hệ thống remote DSLAM sẽ được tiết kiệm

Nhược điểm của card đường dây ADSL:

- Giải pháp card đường dây ADSL tạo ra những vấn đề quản lý rất

phức tạp trong trường hợp nhà cung cấp mạng điện thoại nội hạt có các bộ DLC từ nhiều nhà cung cấp khác nhau Đã có nhiều cố gắng đã được thực hiện để thống nhất kỹ thuật cho nhiều loại DLC từ nhiều nhà cung cấp khách nhau Đáng chú ý là những cố gắng của UAWG (Universal ADSL Working Group) bao gồm các hãng Compaq, Intel và Microsoft cho phiên bản G.lite trong khi phiên bản G.dmt vẫn chưa có tiến triển gì Vì vậy, hiện nay sự chọn lựa bộ chip ADSL sử dụng cho card đường dây ADSL hoàn toàn phụ thuộc vào loại modem khách hàng đang sử dụng Kết quả là bất cứ giải pháp card đường dây ADSL nào cũng đòi hỏi việc quản lý sự tương hợp modem ADSL phía khách hàng Với hầu hết các nhà cung cấp mạng điện thoại nội hạt sử dụng các hệ thống DLC khác nhau có các giải pháp card đường dây ADSL khác nhau thì giải pháp này rất phức tạp và thậm chí là không khả thi Hơn nữa, với các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại nội hạt thì họ kiểm soát việc cung cấp dịch vụ ADSL nhưng lại không kiểm soát việc cung cấp modem ADSL nên càng làm cho việc tương hợp thêm phức tạp

- Vì giải pháp card đường dây ADSL sử dụng các khe cắm card nên

việc lắp các card đường dây ADSL sẽ giảm đi khả năng sử dụng dung lượng DLC của các nhà cung cấp mạng điện thoại nội hạt trong tương lai Thông thường thì quyết định liên quan tới kích cỡ và kiểu tủ DLC được đưa ra dựa trên một quy hoạch phát triển Vì vậy, sử dụng giải pháp card đường dây ADSL lắp vào các khe còn trống trong bộ remote terminal của các hệ thống DLC sẽ làm ảnh hưởng tới các khả năng cung cấp dịch vụ POTS trong tương lai của các nhà cung cấp mạng điện thoại nội hạt Trong môi trường mà nhà

cung cấp dịch vụ ADSL và nhà cung cấp mạng điện thoại nội hạt là khác nhau thì vấn đề này càng thêm phức tạp khi mà họ phải chia nhau phương tiện truyền dẫn từ bộ remote terminal của DLC về phía tổng đài nội hạt

- Vấn đề với nhiều bộ DLC từ nhiều nhà cung cấp khác nhau nói trên

cũng tạo ra khó khăn trong việc điều hành cũng như quản lý mạng Mỗi giải pháp ADSL riêng đều có phương pháp lắp đặt và vận hành riêng Hơn nữa, mỗi nhà cung cấp giải pháp ADSL đều có hệ thống quản lý thiết bị (EMS: Element-Management System) riêng để giám sát và cung cấp dịch vụ Nhiều nhà cung cấp DLC mỗi nhà cung cấp đưa ra một giải pháp card đường dây ADSL riêng sẽ đòi hỏi nhiều hệ thống EMS, mỗi hệ thống như vậy sẽ có giao tiếp riêng Kết quả là phải xem xét kỹ khi huấn luyện, hỗ trợ và tập hợp thành bất cứ mức độ hệ thống hỗ trợ vận hành (OSS: Operations Support Systems) cao hơn nào cho mỗi hệ thống EMS

- Giải pháp card đường dây ADSL sử dụng tủ máy DLC để lắp đặt có

thể cần đến việc đi dây lại trong bộ remote terminal của DLC Việc

đi dây lại này phụ thuộc vào từng nhà cung cấp và giải pháp được triển khai

- Cuối cùng, những hạn chế liên quan tới vị trí và số lượng card đường

dây có thể lắp đặt được trong một bộ remote terminal của DLC cũng cần được quan tâm

Tóm lại, mặc dù giải pháp card đường dây ADSL tránh được nhiều nhược điểm về giá thành của giải pháp remote DSLAM nhưng nó lại tạo ra nhiều vấn đề như quản lý, huấn luyện và điều hành với nhiều chủng loại DLC khác nhau Hơn nữa giải pháp card đường dây ADSL cũng bị ràng buộc bởi dung lượng của DLC và quy hoạch mạng POTS

c Giải pháp RAM

RAM: Remote-Access Multiplexer thực hiện giống như một bộ remote DSLAM Tuy nhiên RAM được tích hợp với bộ DLC mà không cần chi phí nâng cấp Trên thực tế, RAM thường được gọi là hộp bánh hay hộp thuốc lá vì nó có kích thước rất nhỏ và được thiết kế để lắp đặt ngay bên trong tủ DLC Loại thiết

bị này đã được sử dụng rất thành công khi triển khai dịch vụ ISDN Những bộ RAM ngày nay kết hợp được các ưu điểm của hai giải pháp remote DSLAM và card đường dây ADSL trong khi lại tránh được nhiều nhược điểm của chúng

Ưu điểm của giải pháp RAM:

- Cũng giống như remote DSLAM, RAM độc lập với các hệ thống

DLC đem lại khả năng linh động cho chúng có thể hoạt động với bất cứ chủng loại DLC nào mà hoàn toàn không ảnh hưởng tới dịch vụ

POTS Sự độc lập này cũng có nghĩa là RAM tránh được vấn đề gây

ra bởi các bộ DLC của nhiều nhà cung cấp khác nhau của giải pháp card đường dây ADSL RAM chỉ cần một hệ thống EMS duy nhất cho việc quản lý và điều hành theo từng loại modem tại phía khách hàng

- Cũng giống như giải pháp card đường dây ADSL, RAM được lắp

trong tủ DLC nên tránh được giá thành cao và việc đi dây lại như trong trường hợp của remote DSLAM RAM cũng không cần phải giải quyết các vấn đề về cấp nguồn, hộp đấu dây hay vị trí lắp đặt Thông thường, RAM chỉ cần đi dây lại rất ít Hơn nữa, RAM còn có dạng tủ nhỏ lắp gắn vào cạnh tủ DLC khi tủ DLC đã đầy thiết bị

Nhược điểm của giải pháp RAM:

Vấn đề chính của RAM là quy mô của nó Các dạng RAM hiện tại rất thích hợp với số lượng đường dây nhỏ, điều đó có nghĩa là nếu cần thêm đường dây thì cần phải lắp thêm RAM vào tủ DLC Với từng trường hợp cụ thể khoảng không gian hữu dụng trong tủ DLC sẽ quyết định số lượng đường dây có thể lắp đặt Hiện nay cần lưu ý rằng số lượng đường dây của RAM tuỳ thuộc vào thế hệ, mật độ tích hợp và khả năng sử dụng các bộ xử lý số tín hiệu (DSP: Digital Signal Processor) trong các bộ thu phát ADSL

Nhìn chung, RAM có ưu thế trong việc cung cấp giải pháp rẻ tiền để mở rộng việc cung cấp dịch vụ ADSL cho các thuê bao phải kết nối với mạng điện thoại qua DLC Những thuận lợi cơ bản của chúng là chi phí thấp và dễ triển khai Hiện nay, RAM cung cấp một giải pháp tổng thể có thể hoạt động với tất cả các dạng DLC khác nhau và vì vậy tránh được các vấn đề về điều hành, huấn luyện và quản lý như với giải pháp card đường dây ADSL trong DLC

Những vấn đề cần lưu ý khi chọn giải pháp RAM:

- Kích thước vật lý và dung lượng đường dây: Kích cỡ của RAM sẽ

tăng lên nhanh chóng Cần lưu ý rằng RAM có thể có nhiều kích cỡ, dung lượng khác nhau Hơn nữa, số bộ RAM lắp được không chỉ giới hạn ở kích thước vật lý mà còn ở khoảng không gian cần thiết cho việc giải nhiệt Khả năng xếp chồng các rack RAM 23 inch cũng khác với rack RAM 19 inch Cuối cùng, an toàn nhất là dùng các RAM dung lượng nhỏ để dễ lắp đặt và đạt được độ linh động cao

- POTS splitter: Nếu các bộ POTS splitter không tương hợp với các bộ

RAM thì cần phải có thêm khoảng trống trong tủ DLC Vì lý do này, cần phải có các bộ POTS gắn liền trong RAM Hơn nữa, thiết kế của các bộ POTS splitter phải là thụ động để tránh gây ra ảnh hưởng tới các mạch ADSL từ phía đường dây POTS

- Yêu cầu đi cáp: Cần thấy rằng bất cứ các bộ RAM nào cũng kết nối

tới các đôi dây tip và ring Các đôi dây này có được lắp thiết bị bảo

an trước hay được bảo an ngay trong bộ RAM Nếu bảo an ngay trong bộ RAM thì phải chú ý đến việc đi cáp lại trong tủ DLC làm cho gián đoạn thông tin POTS và ảnh hưởng tới các thuê bao khác

- Truyền dẫn tín hiệu: Việc truyền dẫn tín hiệu đến tổng đài nội hạt

được thực hiện bằng 2 cách: truyền dẫn đặc biệt đến bộ DSLAM ở tổng đài, truyền dẫn bằng các giao tiếp chuẩn như các đường E1, DS-1 (Digital Service level 1) Phương pháp thứ nhất tận dụng được các port còn trống của DSLAM Ngược lại, phương pháp thứ hai dùng các giao tiếp chuẩn cho phép nối tới các bộ chuyển mạch ATM, tập hợp tại các bộ tập trung, hay thậm chí nối vào các bộ DSLAM của các hãng sản xuất khác Thuận lợi của phương pháp giao tiếp chuẩn là nó không cần phải có một bộ DSLAM và nó có thể nối tới nhiều chủng loại thiết bị khác nhau

- Sự tương thích modem: Vì hiện nay với ADSL G.dmt chưa đạt được

khả năng tương thích giữa các bộ chip thu phát ADSL trong modem ADSL của các hãng khác nhau nên phải chú ý đến sự tương hợp giữa RAM và modem ADSL phía khách hàng Hơn nữa, khả năng nâng cấp qua việc download phần mềm sẽ cung cấp sự tương thích này và làm cho RAM sẽ phát triển cùng với thị trường ADSL

- Quản lý thiết bị (Element Management): Bất cứ chủng loại thiết bị

nào cũng cần phải có một dạng quản lý thiết bị riêng Vì vậy, sự tương hợp với một nền tảng chung, giao diện đồ hoạ (GUI: Graphic User Interface), giao tiếp để tập hợp lên mức hệ thống quản lý mạng (NMS: Network-Management System) cao hơn, đơn giản hoá việc sử dụng phải được cân nhắc kỹ Thông thường, chi phí liên quan tới EMS được tính toán dựa trên số đường dây hỗ trợ Vì lý do này cần phải nắm được tổng chi phí cần bỏ ra

2.1.8 ADSL2

a Tổng quan về ADSL2

Tháng 7 năm 2002 ITU-T ban hành tiêu chuẩn đầu tiên về ADSL2 (prepublication) trong khuyến nghị G.992.3 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 và hỗ trợ thoại không gói hoá gọi là thoại kênh (CV: Channelized Voice) Thoại kênh hoá được đưa vào dòng dữ liệu của ADSL2 mà không cần qua bộ IAD (Integrated Access Device)

Ngoài ra ADSL2 còn thay đổi về dải tần truyền dẫn theo hai chiều upstream và downstream Nhờ các cải thiện này mà tốc độ truyền dẫn của các

đường dây dài 3 dặm đã tăng từ 560Kbps/276Kbps lên đến 1560Kbps/596Kbps theo thứ tự tương ứng cho chiều downstream/upstream Độ dài đường dây cho một tốc độ cố định đã tăng được 300m 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 nguyên thủy đã được tiêu chuẩn hoá trong ITU-T G.992.1

b Cải thiện tốc độ và độ dài đường dây

ADSL2 đã thực hiện các bước cải tiến hiệu quả về mã hoá cũng như giảm lượng bit overhead trên mỗi khung ADSL ADSL2 tăng độ lợi mã hoá Reed Solomon Với ADSL thế hệ đầu tiên, lượng bit overhead 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 32Kbps chiếm đến 25% dung lượng 128Kbps của các đường dây dài ADSL2 dùng cơ chế overhead lập trình được và có dung lượng từ 4Kbps đến 32Kbps tùy theo tốc độ đường truyền là thấp hay cao

ADSL2 cũng dùng kỹ thuật triệt xuyên kênh, loại bỏ dải tần con có nhiễu vô tuyến cao để tăng hiệu quả truyền tải ADSL2 có hai giai đoạn đặc biệt khi khởi động là Channel Discovery và Transceive Training để khảo sát đặc tính kênh truyền

Hình 2.10 Cải thiện cự ly và tốc độ đạt được với ADSL so với ADSL

c Thích ứng tốc độ trong ADSL2

Các đường truyền ADSL thường bị rớt mạch do xuyên kênh lớn, nhiễu cao tần lớn, sự thay đổi về nhiệt độ, độ ẩm trong chão cáp ADSL2 sử dụng cơ chế thích ứng tốc độ SRA (Seamless Rate Adaption) cho phép thay đổi tốc độ dữ liệu mà không bị ngắt quãng, không bị rớt mạch, không ảnh hưởng tới tỷ số sai bit SRA tận dụng ưu điểm của phương pháp điều chế DMT chỉ thay đổi thông số điều chế mà không thay đổi cấu trúc khung vì nếu thay đổi cấu trúc khung sẽ gây ra: mất đồng bộ khung, sai bit không sửa được, khởi động lại hệ thống, …

SRA sử dụng nghi thức tái cấu hình online (OLR: OnLine Reconfiguration) Máy thu giám sát liên tục kênh truyền và quyết định cần thay đổi tốc độ dữ liệu theo điều kiện đường dây Máy thu gởi thông điệp bắt đầu thích ứng tốc độ cho máy phát gồm tất cả các thông số cần thiết cho tốc độ truyền dẫn mới gồm số bit cần truyền cho mỗi kênh phụ (subchannel) và công suất cho mỗi kênh phụ Máy phát nhận được sẽ gởi “sync flag” để thông báo thời điểm bắt đầu thay đổi tốc độ Máy thu dò tín hiệu “sync flag” rồi cả máy phát và máy thu chuyển sang tốc độ mới

d Quản lý nguồn ADSL2

Hình 2.11 Quản lý nguồn ADSL2 so với ADSL

Mục tiêu của quản lý nguồn ADSL2 là thực hiện tiết kiệm năng lượng cho tính năng “Always on” của ADSL Với hàng triệu modem ADSL quản lý nguồn ở các chế độ standby, sleep như PC sẽ tiết kiệm lượng điện đáng kể ADSL2 có 3 chế độ hoạt động nguồn là L0, L2 và L3

Hình 2.12 Ghép đường dây ADSL2

- L0: cấp nguồn cho modem đạt tốc độ dữ liệu cao nhất

- L2: hạn chế nguồn tối đa tại ATU-C khi lưu lượng Internet qua

modem giảm

- L3: Hạn chế nguồn tối đa tại ATU-C và ATU-R khi khách hàng

không sử dụng ADSL2: chế độ sleep/standby, khởi động lại phải mất 3 giây

L2 là tiến bộ lớn nhất của ADSL2 Sự chuyển đổi trạng thái qua lại giữa các chế độ nguồn L0 và L2 là hoàn toàn tự động, người sử dụng không biết được và không gây ra sai bit cũng như không ngắt quãng hoạt động của các modem ADSL2

e Ghép đường dây ADSL2

Hỗ trợ nhiều mức hợp đồng (SLA: Service Level Agreement) bằng cách ghép nhiều đường dây ADSL2 tạo thành đường dây ADSL2 tốc độ cao Các đường dây ADSL2 ghép được sử dụng thay thế cho giải pháp VDSL với cự ly dài hơn nhưng số đôi dây nhiều hơn Ghép 2 đôi dây ADSL2 cho tốc độ lên đến 20Mbps, ghép 3 đôi dây ADSL2 cho tốc độ lên đến 30Mbps và ghép 4 đôi dây ADSL2 cho tốc độ lên đến 40Mbps