Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
CHƯƠNG 3
ADSL
I. TỔNG QUAN VỀ ADSL
ADSL là kỹ thuật truyền thông băng rộng sử dụng đường cáp đồng điện thọai sẳn có
tại nhà khách hàng để truy nhập internet tốc độ cao. Khái niệm ADSL xuất hiện từ
năm 1989 tại Mỹ, ADSL bắt đầu thử nghiệm vào năm 1995 và phát triển đến nay.
ADSL truyền dữ liệu có tốc độ của luồng dữ liệu xuống (downsttream) nhanh hơn tốc
độ truyền của luồng dữ liệu lên (upstream).
1. Đặc Điểm ADSL
- Internet và voice/fax cùng đi chung trên một đôi cáp điện thọai nhưng hai
luồng tín hiệu gồm : dữ liệu và thọai truyền đi riêng biệt không chồng lấn nhau,
không làm ảnh hưởng đến các dịch vụ điện thọai đã có như: hộp thư thọai, hiển thị số
máy gọi đến, chờ cuộc gọi . . .
- ADSL cho kết nối internet nhanh gấp 160 lần kiểu kết nối modems analog
chuẩn V90/56kbps.
- Kết nối theo kiểu thường trực (always on), vì thọai và dữ liệu truyền riêng lẻ
nhau, khi kết nối truy nhập internet thường trực nhưng không làm bận hay gián đọan
cuộc gọi đến trên đường dây điện thoại. Không sử dụng kết nối, giải tỏa, bị tín hiệu
bận hoặc bị mất thời gian trong quá trình mở trình duyệt truy nhập internet.
- Sử dụng đầy đủ tốc độ của đường kết nối. Nếu tốc độ của đường ADSL là
1.5Mbps thì người dùng sử dụng đủ tốc độ kết nối internet 1.5Mbps. Chia sẽ băng
thông với nhiều users khác nhau nhưng không làm giảm tốc độ truyền.
Dương Hoàng Thái
. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
22
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
- Có độ tin cậy cao, thậm chí trong trường hợp mất nguồn thì ta vẩn có thể gọi
thuê bao.
- Xuyên kênh gây ra bởi các hiện tượng cảm ứng điện từ bởi các đường dây
cùng sợi cáp.
- Xuyên kênh của đường cáp lớn sang đường cáp nhỏ.
- Càng nhiều đường dây ADSL càng tăng xuyên kênh.
- Xuyên kênh tăng theo tần số.
Xuyên kênh được chia làm hai lọai: xuyên kênh đầu gần (NEXT: Near End
Crosstalk) và xuyên kênh đầu xa (FEXT: Fax End Crosstalk).
- NEXT: xảy ra khi bộ thu DSL bị nhiễu từ tín hiệu DSL khác trên cùng đầu cáp.
NEXT sẽ rất trầm trọng nếu tín hiệu của hai hướng truyền có cùng dãy tần số. vì thế
trong ADSL để hạn chế Next ta dùng tần số downstream khác tần số upstream.
- FEXT: xảy ra khi bộ thu DSL bị nhiễu từ tín hiệu DSL khác từ phía đầu cáp ở xa.
NEXT sẽ rất trầm trọng nếu tín hiệu của hai hướng truyền có dãy tần số khác nhau.
- Ảnh hưởng của NEXT và FEXT
Trong một số trường hợp, modem1 nhận được một số tín hiệu từ modem2 do nhiểu
crosstalk giữa hai đôi cáp 1 và 2.
Dương Hoàng Thái
. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
24
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
Đường dây điện thọai bị ảnh hưởng nhiểu từ các nguồn tín hiệu Radio
Đường dây điện thọai bị xâm nhập nhiểu sóng điện từ hay nhiểu tín hiệu điện các
nguồn khác như: Sóng radio phát thanh, động cơ điện, sét, đèn hùynh quang . . . tín
hiệu nhiểu này sẽ làm suy giảm tín hiệu DSL truyền trên đường dây điện thọai.
Ảnh hưởng của cuộn tải (load coil): tác dụng của cuộn tải là khử dung kháng
26
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
Modems ADSL chia băng thông trên đường dây điện thọai theo một trong hai cách
sau:
- Theo kỹ thuật FDM (Frequency Division Multiplexing)
- Theo kỹ thuật Echo Cancellation (overlapped spectrum)
Trong đó kỹ thuật FDM có ưu điểm hơn như sau:
- Không cần dùng đến bộ lọc Echo vì echo không làm ảnh hưởng trong luồng dữ
liệu lên ADSL do băng tần của luồng này thì tai nghe không nhận ra được.
- Nhiểu NEXT thì không ảnh hưởng, vì dãy tần số thu và phát riêng biệt nhau.
II. KỸ THUẬT MÃ HÓA ĐƯỜNG DÂY (điều chế)-TRUYỀN TÍN HIỆU ADSL
1. Mã Đa Tần Rời Rạc DMT (Discrete Multi-Tone).
Modems ADSL sử dụng kỹ thuật điều chế DMT để truyền dữ liệu với tốc độ bit
nhanh và độ ổn định cao. DMT là kỹ thuật điều chế đa sóng mang (multi-carrier
modulation) với việc chia phổ tần số (băng tần) tín hiệu gốc ngõ vào thành 256 kênh
nhỏ, với mỗi kênh 4Khz và gọi là Bins hay Tones. Trong mỗi kênh (mỗi tones) điều
chế một cách riêng biệt dùng từ 0 đến 15 bit/symbol/Hz, vì vậy cho phép điều chế tối
đa 60kbps trong một kênh. Dương Hoàng Thái
. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
27
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
- Với tần số thấp, sợi cáp đồng cho suy hao (attenuation) thấp nhưng SNR cao.
Nhưng với đặc tính này của sợi cáp đồng thì kỹ thuật điều chế dùng từ 10 bps/Hz trở
CAP chia thành ba dãy tần:
- Tín hiệu voice sử dụng dãi tần từ 0khz tới 4khz
- UpStream sử dụng dãi tần từ 25khz tới 160khz.
- DownStream sử dụng dãi tần từ 240KHz tới 1Mhz
Với 3 kênh truyền khác nhau như vậy sẽ làm hạn chế nhiễu tín hiệu giữa các kênh
Hầu hết các thiết bị ADSL ngày nay đều sử dụng DMT. CAP là kỹ thuật điều chế
được sử dụng phổ biến trước kia.
DMT CAP
Ưu điểm: Kỹ thuật đơn giản dễ hiểu, thích ứng tốc độ.
Nhược điểm:
- Không dùng sóng mang truyền đi nên năng lượng suy giảm nhanh trên đường
truyền
- Khó xác định góc pha, đầu thu phải có bộ xác định điểm tín hiệu.
3. G.Lite.
G.Lite cũng giống với kiểu điều chế DMT của ADSL, nhưng trong điều chế thì
G.Lite dùng số kênh phụ ít hơn DMT, G.lite dùng 128 kênh nên phổ tần số của G.lite
Dương Hoàng Thái
. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
29
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
hẹp hơn (550kHz cho G.lite, còn DMT dùng 1.1MHz). Như vậy G.lite có ưu điểm là
ít phức tạp hơn DMT.
Do điện thọai và ADSL sẽ dùng chung đường cáp điện thọai nên việc nhất đặt máy
địên thọai sẽ gây ra nhiểu trong modem ADSL và tín hiệu của ADSL cũng có thể
nhiểu sang nghe trong máy điện thọai. Để khắc phục thì trong G.lite sẽ lắp thêm thiết
bị lọc tần số thấp (micro-filter or low-pass-filter) phía trước máy điện thọai khách
hàng dùng ADSL.
4. Các phương pháp truyền dẫn song công
III. ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ADSL
1. Mô hình tham chiếu của hệ thống ADSL
ATU-C, DLL và AUT-R là các thiết bị của mạng truy nhập ADSL để kết nối thiết bị
khách hàng đến mạng lõi (core network) băng rộng hay mạng lõi băng hẹp
(Narrowband hay Broadband).
Dương Hoàng Thái
. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
31
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
Trong đó:
¾ ATU-C: ADSL Transceiver Unit (modem) tại CO (central Office) đầu cuối
điểm truy nhập của mạng.
¾ ATU-R: ADSL Transceiver Unit (modem) tại đầu cuối xa (remote end) phía
khách hàng.
¾ Splitter- C: Splitter tại đầu cuối điểm truy nhập (central office end).
¾ Plitter- R: Splitter tại đầu cuối phía khách hàng (remote end).
¾ U-C: giao tiếp mạch vòng (loop interface) đầu cuối điểm truy nhập (central
office end). U-C2 giao tiếp không thọai.
¾ U-R: giao tiếp mạch vòng (loop interface) tại đầu cuối phía khách hàng. U-R2
là giao tiếp không có thọai.
¾ SM: Service module, có thể là PC, router hay data switch.
¾ V-C: giao diện điển truy nhập và mạng dữ liệu.
¾ T-R: giao tiếp giữa AUT-R với mạng trong nhà thuê bao.
¾ T-S giao tiếp mạng trong nhà thuê bao với máy chủ của khách hàng.
2. Mô hình tham chiếu ATU-x
a. Cấu hình chuyển vận dữ liệu STM
Dương Hoàng Thái
. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
33
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
Hệ thống ADSL chuyển vận STM hỗ trợ kênh truyền đơn công AS0 và kênh truyền
song công LS0 cho chiều downstream (ATU-C) và kênh song công LS0 cho chiều
upstream (ATU-R)
¾ Chuyển vận cho ADSL được đánh số từ 1- 4, hệ thống ADSL bắt buộc phải hỗ
trợ vận chuyển lọai 1 và 4 còn vận chuyển lọai 2 và 3 là tùy chọn. Bất kỳ kênh
truyền tải nào cũng có thể lập trình để truyền tải các tốc độ bit là bội số của 32
kbps (có thể dùng bội số khác 32 kbps). ADSL thiết lập bốn kênh truyền tải đơn
công cho chiều downstream có tốc độ là bội số của 48x32 kbps = 1536 kbps. Các
tốc độ có thể là 1536 kbps, 3072 kbps, 4608 kbps và 6144 kbps.
¾ Các kênh truyền tải song công có thể truyền tải một kênh điều khiển (control
channel). ADSL không hạn chế các kênh truyền tải, không có tốc độ tối đa cho
các kênh truyền tải mà chỉ có giới hạn phụ thuộc vào dung lượng của tòan bộ kết
nối ADSL.
¾ Các hệ thống ADSL phải hỗ trợ tối thiểu là kênh AS0. Hiện nay cấu trúc và tốc
độ ADSL vẫn là cố định.
b. Cấu hình chuyển vận dữ liệu ATM
Dương Hoàng Thái
. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
34
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
Hệ thống ADSL chuyển vận ATM hỗ trợ hai kênh ATM0 và ATM1. ATM0 luôn
- Truyền kiểu “ Interleaved” còn gọi kiểu xen chậm (low) thì có một số dữ liệu
được đưa vào trong luồng dữ liệu được truyền làm nhiệm vụ chống nhiểu trên đường
DSL. Kiểu truyền này thì dữ liệu sẽ bị trì hõan. Nó phù hợp cho việc truyền dữ liệu ít
nhạy cảm với trể (delay-sensitive) không dùng thời gian thực (non-real time) như
truyền hình, ảnh, audio, text . . .
2.3. Thời gian tham khảo trong mạng: NTR (Network Timing Reference)
Trong ADSL một số dịch vụ yêu cầu phải dùng xung clock tham khảo cho những
giao thức lớp trên (trên lớp vật lý) để đồng bộ giữa việc truyền và nhận. Ví dụ: như
dịch vụ điện thọai qua ATM hay truyền hình hội nghị (Video reference). Để cung cấp
xung thời gian tham khảo trong mạng, hệ thống ADSL phải chuyển vận tín hiệu định
thời 8 kHz còn gọi là NTR.
3. Cấu trúc khung của ADSL
Khung ADSL phụ thuộc vào hai thông số:
- Hướng truyền: upstream hay downstream
- Lọai overhead: “ full overhead” hay “ reduced over
a. Dạng khung trong mode full overhead
Khung này cho phép đồng bộ bảy kênh chuyển vận “ASx và LSx”. Việc đồng bộ
trong ADSL với luồng dữ liệu vào được thực hiện bằng bộ điều khiển đồng bộ.
b. Dạng khung trong mode reduced overhead
Mode này sử dụng khi thiết bị ADSL không cần dùng chức năng đồng bộ. Mode này
hòan tòan giống với full overhead ngọai trừ việc điều khiển đồng bộ.
c. Overhead và tốc độ bit của hệ thống ADSL
Dương Hoàng Thái
. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
36
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
Việc xác định tốc độ bit của hệ thống ADSL gồm:
- Tốc độ dữ liệu truyền trên các kênh ADSL
- Overhead của hệ thống ADSL