Mục lục
Chơng I: Tổng quan về các công nghệ xDSL...................................5
1.1 Tổng quan về các phơng thức truy nhập mạng.............................................5
1.2 Công nghệ xDSL.............................................................................................8
1.3 Tình hình triển khai xDSL trên thế giới.........................................................10
Chơng II: Cơ sở kỹ thuật xDSL.................................................................12
2.1 Một số vấn đề khi truyền dẫn tín hiệu trên mạng PSTN...............................12
2.1.1 Sự suy giảm............................................................................................12
2.1.2 Môi trờng tạp âm..................................................................................13
2.1.3 Một số đặc điểm mạng PSTN................................................................15
2.2 Các kỹ thuật tiên tiến của công nghệ xDSL...................................................16
2.2.1 Các kỹ thuật điều chế.............................................................................16
2.2.2 Các phơng thức truyền dẫn...................................................................24
2.2.3 Kỹ thuật sửa lỗi trớc.............................................................................25
2.2.4 Kỹ thuật ghép xen..................................................................................27
2.2.5 Kỹ thuật ngẫu nhiên hoá........................................................................29
Chơng III: Kiến trúc ứng dụng công nghệ xDSL...........................30
3.1 Kiến trúc mạng xDSL....................................................................................30
3.1.1 Mô hình kiến trúc ứng dụng công nghệ xDSL.......................................30
3.1.2 Các thiết bị sử dụng trong mạng............................................................32
3.2 Các dịch vụ ứng dụng công nghệ xDSL........................................................33
3.2.1 Dịch vụ Nì64 over DSL.........................................................................34
3.2.2 Dịch vụ Frame Relay over DSL.............................................................34
3.2.3 Dịch vụ TCP/IP over DSL......................................................................36
3.2.4 Dịch vụ ATM over DSL.........................................................................39
3.3 Cấu hình hổ trợ cho ATM............................................................................41
3.3.1 Mô hình tham chiếu ATM over ADSL.................................................41
3.3.2 Khối ATU-C và ATU-R .......................................................................43
3.3.3 Hội tụ truyền dẫn trên ADSL................................................................44
Chơng IV : Công nghệ ADSL.......................................................................45
4.1 Đặc điểm......................................................................................................45
Các thuật ngữ viết tắt.................................................................................................94
Tài liệu tham khảo................................................................................................... .96
Lời nói đầu
Trong những năm gần đây, các dịch vụ Internet bùng nổ ngày càng mạnh mẽ
do nhu cầu truyền thông số liệu tăng nhanh. Mặc dù các modem tơng tự vẫn còn đ-
ợc sử dụng phổ biến để truy cập dữ liệu đợc truyền qua mạng PSTN. Tuy nhiên,
càng ngày các yêu cầu của khách hàng càng cao hơn và các modem tơng tự với tốc
độ thấp không đáp ứng đợc. Hơn nữa, các mạng PSTN đợc xây dựng để phục vụ các
2
dịch vụ thoại truyền thống phải đối mặt với tình trạng tắc nghẽn trầm trọng do việc
truyền số liệu chiếm thời gian lớn hàng chục phút. Thực tế này thúc đẩy các nhà
nghiên cứu viễn thông phải nhanh chóng tìm ra một giải pháp hiệu quả để cung cấp
các dịch vụ băng rộng tới khách hàng. Trong số các giải pháp đợc đa ra, công nghệ
đờng dây thuê bao số DSL (Digital Subscriber Line) nổi bật ở tính khả thi hơn cả.
Không những đáp ứng đợc yêu cầu truyền số liệu tốc độ nhanh hàng chục Mbit/s và
đa thông tin qua mạng truyền số liệu mà công nghệ này còn không đòi hỏi vốn đầu
t ban đầu lớn. Chính vì vậy mà công nghệ DSL đã đợc lựa chọn nh một công nghệ
dẫn đầu cho việc xây dựng mạng truy nhập trên toàn thế giới. Trong giai đoạn hiện
nay, các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế và các nhóm làm việc liên quan nh ANSI, ETSI,
ITU, UAWG, T1E1.4, ADSL Forum ... đang nỗ lực đa ra các tiêu chuẩn chung cho
các công nghệ này. Trên thế giới các nhà khai thác và quản lý viễn thông cũng đã đa
công nghệ DSL vào mạng của mình và dự đoán số thuê bao DSL sẽ tăng nhanh từ
18,7 triệu thuê bao năm 2002 tới trên 200 triệu thuê bao vào năm 2005.
Do những u điểm và sự phù hợp của công nghệ xDSL đối với chiến lợc phát
triển của mình, Việt Nam đã và đang tiến hành ứng dụng một số công nghệ xDSL
vào mạng truy nhập của mình, đặc biệt là công nghệ ADSL nhằm đáp ứng đợc
những nhu cầu ngày càng cao hiện nay của đất nớc.
Theo dõi quá trình phát triển công nghệ DSL cho mạng truy nhập, đề tài tốt
nghiệp Nghiên cứu công nghệ đờng dây thuê bao số ADSL và ứng dụng cho các
dịch vụ truy cập băng rộng trình bày tổng quan về công nghệ ADSL. Ngoài ra đề
tâm góp ý thêm.
Chơng I : tổng quan các công nghệ xdsl
1.1 TổNG QUAN Về CáC PHƯƠNG THứC TRUY NHậP MạNG
Ngày nay, nhu cầu của khách hàng về các dịch vụ băng rộng đang tăng nhanh.
Những khách hàng là các doanh nghiệp thờng yêu cầu các dịch vụ băng rộng tơng
tác nh : truy nhập Internet tốc độ cao, hội nghị truyền hình, video theo yêu cầu. Còn
những khách hàng thông thờng thì yêu cầu các dịch vụ không tơng tác nh phim theo
4
yêu cầu, truyền hình số... Điều này thúc đẩy các công ty viễn thông nhanh chóng
triển khai các giải pháp phân phối dịch vụ băng rộng tới khách hàng có hiệu quả
nhất.
Vấn đề khó khăn nằm trên những kilomet cuối tới thuê bao sử dụng các đôi
dây đồng đã đợc trang bị từ xa tới nay để cung cấp các dịch vụ PSTN cho khách
hàng trên khắp thế giới. Mạng truy nhập PSTN chỉ cung cấp một băng tần thoại hạn
hẹp 0,3ữ3,4 kHz với tốc độ truyền số liệu tối đa là 56 kbit/s nên không đáp ứng đợc
việc truyền tải các khối dữ liệu lớn có nội dung phong phú kèm hình ảnh sống động.
Để giải quyết vấn đề này nhiều kỹ thuật truy nhập băng rộng đã đợc đa ra xem xét :
1.1.1 Truy nhập mạng thông qua cáp đồng
Kỹ thuật truy nhập mạch vòng cáp đồng hay đợc gọi là kỹ thuật đờng dây
thuê bao số (DSL: Digital Subscriber Line) đã xuất hiện từ đầu những năm 1980.
Thực ra đây là một họ các công nghệ thờng đợc gọi là các công nghệ xDSL, chữ x
thể hiện cho các công nghệ DSL khác nhau nh : ADSL, HDSL, VDSL... Đây là các
kỹ thuật truy nhập điểm tới điểm kết nối giữa thuê bao và tổng đài trung tâm cho
phép truyền tải nhiều dạng thông tin nh số liệu, âm thanh, hình ảnh qua đôi dây
đồng truyền thống.
5
Giải pháp của xDSL là sử dụng dải tần lớn hơn phía trên dải tần mà dịch vụ
thoại sử dụng vì vậy băng thông truyền dẫn cao hơn. Trên đó, ngời ta sử dụng các
phơng pháp mã hoá khác nhau để có thể truyền đợc tốc độ dữ liệu rất cao. Tốc độ
của đờng dây xDSL tuỳ thuộc thiết bị sử dụng, khoảng cách từ tổng đài tới thuê bao,
bể cha sử dụng hết khấu hao sẽ phải tính vào giá thành cho các dịch vụ mới cung
cấp. Hơn nữa nhu cầu sử dụng của mỗi thuê bao không tận dụng hết khả năng của 1
đôi sợi cáp quang nên sẽ gây lãng phí. Do vậy, phơng án lắp đặt cáp quang tới từng
cụm dân c (FTTC) hoặc tới các toà nhà (FTTB), các trụ sở cơ quan lớn (FTTO) có ý
nghĩa hơn. Tín hiệu số từ các nhà cung cấp dịch vụ truyền qua các tuyến trục chính
tới các tổng đài trung tâm. Từ đây tín hiệu đi theo phần mạng quang tới điểm phân
phối để chuyển đổi sang tín hiệu điện rồi đợc truyền trên đôi dây cáp đồng tới thuê
bao. Công nghệ VDSL phù hợp với đoạn dây đồng ngắn cho phép truyền tải luồng
thông tin từ phần mạng quang tới mỗi thuê bao là 52 Mbit/s và luồng lên là
2,3Mbit/s/thuê bao. Nh vậy, việc tồn tại đoạn cáp đồng cuối lại là một yếu tố thúc
đẩy sự phát triển của công nghệ xDSL. Phơng án sử dụng cáp đồng trục để truyền
tín hiệu từ phần kết cuối mạng quang ONU tới thuê bao trong cấu hình HFC cũng đ-
ợc sử dụng ở nhiều nớc . Mạng lai ghép quang/cáp đồng trục này sử dụng băng tần
từ 0-50 MHz cho hớng lên và 50-750 MHz cho hớng xuống cung cấp gần một trăm
kênh truyền dẫn tốc độ cao (6 MHz mỗi kênh) phân phối các luồng video tơng tự,
số, thoại, dữ liệu tới ngời sử dụng. Tuy nhiên HFC phân phối dữ liệu quảng bá tức là
cáp đồng trục có thể phân phối nhiều kênh video tới một vùng dân c nhng cùng một
thông tin. Khi dùng chung cho nhiều ngời sử dụng thì băng thông của mỗi kênh
trong HFC không cao bằng DSL. DSL phân phối dữ liệu riêng tới từng ngời sử dụng
nên linh hoạt hơn. Hơn nữa ở các nớc cha có sẵn mạng cáp đồng trục thì việc xây
dựng hệ thống này cũng đòi hỏi chi phí đầu t cao.
1.1.3 Kỹ thuật truy nhập mạng thông qua môi trờng vô tuyến
7
Kỹ thuật truy nhập vô tuyến cung cấp dịch vụ băng rộng có nhiều loại khác
nhau. LMDS - hệ thống phân bố đa điểm nội hạt là một kỹ thuật cung cấp các dịch
vụ đa phơng tiện hai hớng gồm cả thoại và số liệu tốc độ cao. Hệ thống này cho
phép những nhà cung cấp dịch vụ ở xa, không có cơ sở hạ tầng có thể cung cấp một
cách truy nhập có hiệu quả kinh tế tới khách hàng. LMDS sử dụng dải tần 1 GHz
trong băng tần từ 27,5ữ28,35 GHz, phạm vi phục vụ trong vòng bán kính 3ữ6 km.
MMDS - hệ thống phân bố đa điểm đa kênh cũng là một loại mạng băng rộng tơng
lý nên công nghệ xDSL đang thực sự trở thành sự lựa chọn số 1 cho các nhà cung
cấp dịch vụ trong giai đoạn hiện nay.
8
1.2 Công nghệ xDSL
xDSL là một họ công nghệ đờng dây thuê bao số gồm nhiều công nghệ có tốc
độ, khoảng cách truyền dẫn khác nhau nên đợc ứng dụng vào các dịch vụ khác nhau.
Bảng 1.1 sẽ liệt kê các loại công nghệ và tính chất của từng loại.
Nói chung thì những công nghệ xDSL có thể đợc phân loại theo tính đối xứng, số
đôi dây cáp xoắn đợc sử dụng, chồng phổ hay không chồng phổ băng tần thoại, có
bộ chia hay không có bộ chia và tốc độ biến đổi hay cố định.
Ví dụ khi phân loại theo tính chất của công nghệ là đối xứng hay không đối
xứng thì có thể phân thành 3 nhóm chính nh sau :
Công nghệ HDSL truyền dẫn hai chiều đối xứng gồm HDSL/HDSL2 đã đợc
chuẩn hoá và những phiên bản khác nh : SDSL, MDSL, IDSL.
Công nghệ ADSL truyền dẫn hai chiều không đối xứng gồm ADSL/ADSL.
Lite (G.Lite) đã đợc chuẩn hoá và các công nghệ khác nh CDSL, Etherloop,
Công nghệ VDSL cung cấp cả dịch vụ truyền dẫn đối xứng và không đối
xứng.
Công nghệ Tốc độ
Khoảng cách
Truyền dẫn
Số đôi dây
đồng sử dụng
Hổ trợ đồng
thời POTS
IDSL 144 Kb/s đối 5km 1 đôi Không
HDSL
1,544Mb/s đối
xứng
1,544 Mb/s
luồng lên
5km (tốc độ
càng cao thì
khoảng cách
càng ngắn )
1 đôi Có
VDSL
26 Mb/s đối xứng
1352 Mb/s
luồng xuống
1,5-2,3 Mb/s
luồng lên
300 m 1,5
km
(tuỳ tốc độ)
1 đôi Có
Bảng 1.1: Các công nghệ DSL
1.3 Tình hình triển khai xDSL trên thế giới
Trên thế giới hiện nay có khoảng trên 725 triệu đờng truy nhập là đôi dây
đồng kết nối tới các hộ gia đình cũng nh các khách hàng thơng mại. Cơ sở hạ tầng
này là điều kiện để các công ty viễn thông triển khai công nghệ xDSL và mở ra một
kỹ nguyên mới cho truy nhập băng rộng trên toàn thế giới.
Hiện nay kỹ thuật xDSL đã đợc phát triển mạnh mẽ do các thiết bị trên thị tr-
ờng hoạt động tơng thích với nhau do có những tiêu chuẩn chung, giá thành thiết bị
giảm nhanh chóng đồng thời những tiến bộ kỹ thuật mới cho phép ngời sử dụng tự
lắp đặt thiết bị tại nhà, giảm chi phí dịch vụ.
Trong cuộc họp của DSL Forum tại Rome vào tháng 3/2002 cho thấy DSL đã
đợc chấp nhận nh một kỹ thuật truy nhập băng rộng dẫn đầu trên thế giới với tổng số
thuê bao lên tới 18,7 triệu khách hàng (bảng 1.2). Ngời ta dự đoán số thuê bao này
Khu vực
Trung Đông
và châu Phi
48,000 37,000 77 11,000 23
Toàn thế giới 18,671,000 15,473,000 82.9 3,196,000 17.1
Tại Việt nam, các dịch vụ DSL cũng đã từng bớc đợc triển khai. Chủ yếu là dịch
vụ HDSL đợc sử dụng trong các đờng E1của mạng truyền số liệu. Tuy nhiên các
nhu cầu truy nhập Internet tốc độ cao và các dịch vụ video theo yêu cầu đang tăng
nhanh đã góp phần thúc đẩy các dịch vụ ADSL mau chóng đợc triển khai.
Đầu tháng 4/2002 , hệ thống ADSL đầu tiên đã đợc thử nghiệm tại Hải Phòng
với đờng truyền 8Mbps/2Mbps. Tuy nhiên tốc độ download xấp xĩ 5Mbps và tốc độ
upload xấp xĩ 400 kbps. Đầu tháng 5/2002 hệ thống này đã đợc tiếp tục triển khai tại
Hà Nội và thành phố Hồ Chí Mính và theo kế hoạch sẽ đa vào sử dụng vào tháng
7/2002. Tuy nhiên cho đến nay thì hệ thống này mới chỉ đợc thử nghiệm một cách
hạn chế đối với một số thuê có khoảng cách đến tổng đài nhỏ hơn 1km.
11
CHƯƠNG 2 : CƠ Sở Kỹ THUậT Xdsl
2.1 Một số vấn đề khi truyền dẫn tín hiệu trên mạng PSTN
2.1.1 Sự suy giảm tín hiệu do khoảng cách
Cũng giống nh trong bất cứ một môi trờng truyền dẫn nào, tín hiệu truyền
trên sợi dây đồng cũng bị suy giảm về độ lớn. Khoảng cách càng dài thì tín hiệu tại
đầu thu bị suy giảm càng mạnh. Do đó vấn đề làm sao để có thể thu lại đợc tín hiệu
mong muốn ban đầu ở bộ thu, điều này phụ thuộc vào tỷ số tín hiệu trên tạp âm (S/
N). Khi tỷ số này giảm mạnh thì bộ thu sẽ khó phân biệt đợc chính xác tín hiệu.
Loại dây và tần số tín hiệu cũng là hai trong nhiều nhân tố ảnh hởng mạnh đến sự
suy giảm này. Do đó dung lợng (tốc độ cực đại) của một kênh có độ rộng băng tần
B(Hz) cũng bị ảnh hởng và đợc tính theo công thức :
sbit
N
2
log
2
ì
(Hz)
12
Để giảm bớt băng tần trớc khi truyền trên kênh thì phải sử dụng các phơng
pháp điều chế M trạng thái nh (BPSK, QPSK,QAM.....)trong đó thay các xung nhị
phân bằng dãy xung dãy xung M mức:
Do đó băng tần truyền dẫn lú này :B
M
Q
f
s
2
2
log
log
2
ì
(kHz)
Hiệu suất sử dụng phổ tần :
B
R
s
=
(bit/s/Hz)
Khi sử dụng điều chế :
đợc truyền hay nói cách khác chúng đợc cộng với tín hiệu bản tin. Nhiễu này là
nhiễu không thể tránh đợc và đợc tính nh sau:
N
o
=kT
N
o
: Độ nhạy nguồn nhiễu
k : Hằng số boltzman (k=1,38*10
-23
J/K)
T : Nhiệt độ Kenvin
Nhiễu này cũng không phụ thuộc vào tần số do đó nó đợc tính bằng Watt trong toàn
băng thông B
N=kTB hay đợc tính bằng decibel-watt
N = 10logk + 10logT+10logB = -228,6dBW + 10logT + 10logB
13
Xuyên âm: Xuyên âm xảy ra khi tín hiệu từ các đôi dây kế cận gây nhiễu
với nhau. Thành phần xuyên âm tiếp tục truyền theo hớng ban đầu gọi là xuyên âm
đầu xa FEXT. Thành phần xuyên âm truyền ngợc lại tới đầu phát gọi là xuyên âm
đầu gần NEXT. NEXT có ảnh hởng lớn hơn FEXT đối với truyền dẫn hai chiều đối
xứng vì FEXT bị suy hao trong suốt chiều dài truyền dẫn trong khi NEXT chỉ đi qua
một khoảng cách nhỏ rồi quay trở lại đầu phát. Một dạng đặc biệt của NEXT là
nhiễu trong một đôi dây kế cận có cùng dạng tín hiệu truyền dẫn, đợc gọi là self-
NEXT (tự xuyên âm). Vì đôi dây đồng thờng nằm trong một bó cáp nhiều đôi với
chiều dài mạch vòng ngắn nên ảnh hởng của xuyên âm đầu gần rất lớn.
NEXT FEXT
Đôi dây 1
Đôi dây 2
Hình 2.6 Xuyên âm đầu gần và xuyên âm đầu xa
mạng truy nhập PSTN vẫn chiếm u thế dựa trên truyền dẫn tơng tự với tất cả những
vấn đề cố hữu của nó về việc dò và phát lại tín hiệu một cách chính xác.
Băng thông hẹp : Mạng truy nhập PSTN đợc thiết kế để truyền dẫn những
kênh thoại tơng tự trong phạm vi dải tần hẹp 4kHz, vì vậy tại tổng đài có các bộ lọc
để giảm ảnh hởng của đờng truyền và các tần số cao trên 4kHz do đó làm giới hạn
băng tần có thể để mang dữ liệu.
Những cầu nối : Đờng điện thoại thờng có những cầu nối (bridged taps) cái
giúp cho các nhà cung cấp sự năng động hơn trong việc cung cấp dịch vụ cho nhiều
ngời . Bidged taps ban đầu đợc thiết kế dùng cho duy nhất mạng thoại không phải
cho mạng truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao, nó cung cấp một dịch vụ thoại truyền thống
POTS năng động nhng lại có ảnh hởng tiêu cực trong việc truyền dữ liệu.
Những cuộn cảm (load coils): Những vòng thuê bao dài thờng có những
cuộn tải trên nó để làm phẳng đáp ứng tần số của băng tần thoại. Nhng không may
nó hoạt động nh những bộ lọc thông thấp vì vậy nó ngăn cản việc sử dụng các tần số
cao hơn để truyền dẫn dữ liệu. Vì vậy nó không phù hợp với công nghệ DSL
Điều kiện vòng thuê bao : Những vòng thuê bao thờng không cùng một loại .
Ví dụ ở Mỹ, ở 10 Kft đầu tiên kể từ CO tới thuê bao thờng là loại 26 American Wire
Gause (AWG) và theo sau đó là loại nặng hơn (nh 24 AWG) để giử cho điện trở
vòng thuê bao thấp hơn 1.300(1,3k). Giống nh trong trờng hợp cầu nối sẽ xuất
hiện tín hiệu phản xạ do sự không kết hợp trở kháng và điều này cũng xãy ra thậm
chí đối với một vòng thuê bao có nhiều đoạn dây cùng loại ghép với nhau. Ngoài ra
ảnh hởng của điều kiện ngoại cảnh dẫn đến sự oxit hoá vòng thuê bao làm cho trong
thực tế việc giữ cho điện trở vòng dây đồng thấp hơn 1,3k là rất khó.
15
Các bộ chuyển đổi số sang t ơng tự : Tín hiệu thoại của con ngời bản chất là
tín hiệu tơng tự, trong khi đó tín hiệu gửi đi từ máy tính là tín hiệu số, do đó để
truyền đợc trên mạng PSTN thì nó cần phải đợc chuyển đổi từ số sang tơng tự và ng-
ợc lại.
2.2 Các kỹ thuật tiên tiến của công nghệ xDSL
2.2.1 Các kỹ thuật điều chế đối với cáp xoắn trong dải tần MHz
là năng lợng của tín hiệu có biên độ thấp nhất
x
i
, y
i
là cặp số nguyên độc lập đợc chọn tuỳ theo vị trí của điểm bản tin.
16
xác định một
điểm
4 bit đầu vào
Định nghiã
một dạng
sóng
Gửi qua một kênh và
được nhận
Tái tạo một
điểm
Tìm điểm
gần nhất
4 bit đầu ra
Bộ điều chế
Bộ giải điều chế
y-sine
magnitude
y-sine
magnitude
x-cosine
magnitude
x-cosine
magnitude
2
1
(2.7) thành phần tín hiệu lệch pha 90
0
và :
( ) ( )
Ttft
T
t
c
= 0,2cos
2
2
(2.8) thành phần tín hiệu đồng pha.
Luồng bits
vào
Hình 2.10 Sơ đồ khối của bộ điều chế M-QAM
Biến đổi
nối tiếp
/song song
Đổi 2 mức
vào L mức
Đổi 2 mức
vào L mức
cos (2
f
song song/
nối tiếp
Bộ quyết
định
cos (2
f
c
t)
-sin (2
f
c
t)
Luồng bits sau giải
điều chế
T
d
0
(L-1) ngưỡng
T
d
0
(L-1) ngưỡng
Hình 2.11 Sơ đồ khối của bộ giải điều chế M-QAM
Bộ giải điều chế có sơ đồ khối nh hình 2.11. Việc giải mã các kênh cơ sở đợc
thực hiện ở đầu ra của mạch quyết định, mạch này đợc thiết kế để so sánh tín hiệu L
mức với L-1 ngỡng quyết định. Sau đó hai chuỗi nhị phân đợc tách ra ở trên sẽ đợc
0
0)
2
cos()
2
sin( dt
tt
Trong đó : Chu kỳ của tín hiệu sóng sine và cosine
Tín hiệu tại A : V
A
(t)=X
i
cos(t)+Y
i
sin(t)
Tín hiệu tại B: V
B
(t)=X
i
cos
2
(t)+Y
i
sin(t)
Tín hiệu tại C: V
C
(t)=X
+
=
2
0
2
ii
XX
=+
Tín hiệu thu đợc tại E: V
E
(t)=
0
)( dttV
C
=
dttYttX
ii
])(sin)sin()(cos[
0
2
+
2
sin( dt
tt
do tính trực giao của hàm cosine và hàm
sine Các giá trị này ở dầu ra của bộ giải điều chế sau đó đợc đa qua bộ so sánh ng-
ỡng để chọn đợc điểm tin trên chùm bản tin QAM.
Sự phân tích này giả sử xung băng cơ bản trong bộ điều chế đợc sử dụng để
định dạng cho các ký hiệu trớc khi điều chế bằng sóng sine và cosine có biên độ
không đổi trong suốt chu kỳ của ký hiệu. Nói chung, một bộ lọc định dạng có thể đ-
ợc sử dụng để định dạng xung trớc khi điều chế nhằm giảm độ rộng băng tần truyền
dẫn bằng cách loại bỏ các thành phần tần số cao, nếu đáp ứng xung của bộ lọc này
là p(t) thì tín hiệu truyền dẫn cho ký hiệu i sẽ có dạng :
19
V
A
(t)=X
i
p(t-i)cos(t)+Y
i
p(t-i)sin(t).
b. Ph ơng pháp điều chế pha và biên độ không sử dụng sóng mang CAP:
Phơng pháp CAP tơng tự nh QAM , sử dụng một chùm các điểm tin để mã
hoá các bít ở bộ phát và giải mã ở bộ thu. Các giá trị x và y từ quá trình mã hoá đợc
sử dụng để kích thích bộ lọc số.
Hình 2.13.Sơ đồ khối bộ điều chế CAP
Sự điều chế CAP đợc thực hiện với các bộ lọc số thay cho các bộ nhân đồng
pha và vuông pha. Để so sánh với bộ điều chế QAM, chúng ta sẽ xem xét điện áp ở
các điểm khác nhau trên sơ đồ. Giả sử bộ điều chế sử dụng cùng kích thớc bộ mã
hoá chùm tin.
Tơng tự tín hiệu tại điểm D có dạng
V
C
(t) = Y
i
h(t-i)
Tín hiệu đầu ra có dạng : V
E
(t) = X
i
h(t-i) + Y
i
h(t-i)
Tín hiệu đợc tổng hợp lại đi qua bộ chuyển đổi A/D, qua bộ lọc thông thấp
(LPF- Low pass filter) và tới đờng truyền.
Sơ đồ khối bộ giải điều chế CAP:
20
Các
bít
đầu
vào
Sắp
xếp
vào
điểm
(X,Y)
Xung giá
trị X
i
Xung giá
Hình 2.15. Quá trình điều chế của DMT
21
Phát sóng sine
và cosine ở
tần số f
1
Phát sóng sine
và cosine ở
tần số f
2
Phát sóng sine
và cosine ở
tần số f
n
Dòng bít vào
Dòng bít vào
Dòng bít vào
Biên độ
sóng
Biên độ
sóng
Biên độ
sóng
Sóng đầu ra
Các tần số sóng mang này là một số nguyên lần của một tần số cơ bản. Để đảm
bảo không có giao thoa giữa các kênh với nhau thì sóng sine và sóng cosine từ bất
kỳ kênh nào cũng đều phải trực giao với sóng sine và sóng cosine của bất kỳ một
kênh khác.
+
với 0 t
0 với t còn lại
Trong đó n là số thứ tự của bộ mã hoá chùm bản tin.
Nếu s(t) đợc lấy mẫu ở tần số 2Nf ta có :
s
k
(t) =
)
2
sin()
2
cos(
Nf
k
nY
Nf
k
nX
nn
+
=
)sin()cos(
N
nk
Y
N
nk
X
=
+
N(X
n
-jY
n
) với m=n
= N(X
n
+jY
n
) với m=2N-n
0 với m còn lại
Phơng trình trên minh hoạ tính trực giao của hàm cosine và hàm sine ở những
tần số khác nhau cũng nh giữa hàm cosine và hàm sine cùng tần số.
22
s
n
(t) =
Sơ đồ khối một hệ thống truyền dẫn DMT đợc đa ra ở hình 2.17.
Số liệu
tốc độ
cao
Số liệu tốc
độ thấp
Số liệu tốc
độ thấp
Phân
Giải
điều chế
Ghép
kênh
Kiểm
soát
Hình 2.16 Sơ đồ khối hệ thống DMT
Bản tin phản hồi để hiệu chỉnh kênh
Số liệu
tốc độ
cao
f
1
f
2
f
3
f
n
f
n-1
f
1
, f
2
,..f
n
f
1
f
FDM và EC
0 4 30 138 160 1140
xuống
lên
P
O
S
T
f
kHz
0 4 30 138 160 1104
Truyền xuống
lên
f
kHz
Dải tần bảo vệ
P
O
S
T
Trong FDM, dải tần số sử dụng đợc chia làm 3 phần riêng biệt cho tín hiệu
thoại, đờng truyền lên và đờng truyền xuống đợc phân cách bằng dải tần bảo vệ
(guard band). Phơng pháp này đòi hỏi dành riêng 7 kênh đầu tiên trong cả hai hớng
nhằm sử dụng làm dải tần bảo vệ. Việc này đợc thực hiện bởi việc đặt đầu ra của các
bộ mã hoá Z
i
=0 và sử dụng các bộ lọc ở điểm đầu của bộ phát để lọc bỏ những tần
số này. Mặt khác nó đòi hỏi bộ phát hớng xuống không sử dụng các kênh 8 đến 32
vì các kênh này đã đợc dành cho bộ phát hớng lên. Phơng pháp FDM có u điểm là
hạn chế đợc NEXT do hệ thống không thu cùng một dải tần với dải tần phát của hệ
(xuống)
Hình 2.18 Phân tách tín hiệu lên xuống bằng phương pháp khử tiếng vọng
Tiếng vọng
(echo)
Tín hiệu
hướng lên
Tín hiệu hướng xuống
2.2.3 Phát hiện và sửa lỗi
Do môi trờng truyền dẫn thông tin của đôi dây đồng chịu ảnh hởng của nhiều
nguồn nhiễu nh xét ở trên làm số liệu thu có thể bị lỗi nên cần đa thêm các bit phát
hiện và sửa lỗi. Nhợc điểm của việc đa thêm các bit là giảm dung lợng thực và gây
trễ trong quá trình truyền số liệu. Càng nhiều bit phát đi để phát hiện và sửa lỗi thì
càng ít các bit mang thông tin. Thời gian trễ thông thờng từ vài ms tới nhiều giây.
Có hai phơng pháp cơ bản để phát hiện và sửa lỗi đợc sử dụng trong xDSL là
mã hoá khối chu kỳ Reed-Solomom và mã chập Trelliss-coded modulation .
Mã Reed-Solomon tạo ra những từ mã đợc làm từ một số lợng nhất định các
byte dữ liệu và một số lợng các byte kiểm tra. Khi hoạt động trong galois field
GF(256) tổng số byte trong một từ mã phải nhỏ hơn 255 bytes. Sử dụng những từ mã
khác nhau có thể làm biến đổi số lợng các byte dữ liệu và các byte kiểm tra trong
một từ mã . Trong một hệ thống xDSL tiêu biểu, một từ mã là 240 byte đợc tạo ra từ
224 bytes dữ liệu và 16 bytes kiểm tra và nó só thể sửa đợc 6 byte lỗi.
Mã chập (mã mắt cáo): Các bit kiểm tra đợc phân phối vào luồng dữ liệu
trong quá trình mã hoá dữ liệu. Các bit dữ liệu đợc dịch vào trong bộ mă hoá theo
chiều từ trái sang phải, mỗi bit dữ liệu đã dịch vào trong bộ mã tạo ra 2 bit dữ liệu
đầu ra thông qua một phép cộng module 2, hai đầu ra này đợc định nghĩa trớc bởi
hai đa thức sinh. Bộ mã hoá đơn giản này đợc gọi là bộ mã hoá tốc độ 1/2 với độ dài
không đổi là 2.(Hình 2.19)
Hai vị trí đầu tiên là trạng thái của bộ mã hoá, giả sử rằng ban đầu tất cả trạng
thái của bộ mã hoá là 0. Khi tín hiệu vào là 1100010100 thì đầu ra sẽ nh sau:
0 0 1 0 1 0 0 0 1 1