Đồ án tốt nghiệp Mục lục
Chơng 1: Tổng quan các công nghệ DSL
1.1 Tổng quan các phơng thức truy nhập băng rộng.
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
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 nh: kỹ
thuật truy nhập mạch vòng cáp đồng, kỹ thuật truy nhập cáp sợi quang, kỹ thuật truy
nhập vô tuyến. Mỗi kỹ thuật truy nhập mạng này đều có những u nhợc điểm khác
nhau, nhng với điều kiện hiện nay, mạng lới cáp đồng đang tồn tại rộng khắp trên thế
giới thì kỹ thuật truy nhập mạch vòng cáp đồng đang thực sự trở thành sự lựa chọn số
1 cho các nhà cung cấp dịch vụ trên thế giới.
Sau đây chúng ta sẽ xem xét các phơng thức truy nhập băng rộng cụ thể:
1.1.1 Kỹ thuật truy nhập mạch vòng 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 số liệu âm thanh, hình ảnh qua đôi dây đồng truyền thống. Giải
pháp của xDSL là sử dụng dải tần lớn hơn phía trên dải tần mà dịch vụ thoại sử dụng
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
toàn bộ cơ sở hạ tầng sẵn có gồm hàng ngàn đôi dây đồng cùng các hệ thống cống 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
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
dân c (FTTC) hoặc tới các toà nhà (FTTB), các trụ sở cơ quan lớn (FTTO) có ý nghĩa
hơn.
Kiến trúc tổng quát nhất của mạng cáp quang nh hình vẽ 1.1
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. Nh
vậy, việc tồn tại đoạn cáp đồng cuối là một yếu tố thúc đẩy sự phát triển của công
nghệ xDSL.
1.1.3 Truy nhập bằng vô tuyến
Đây là phơng pháp đã xuất hiện từ lâu và ngày nay đang đợc ứng dụng rộng rãi
trong truy nhập băng rộng đặc biệt là từ khi có vệ tinh viễn thông. Hệ thống đợc sử
dụng nhiều nhất hiện nay là các trạm mặt đất hoặc là vệ tinh. Trên mặt đất, có thể kể
đến hệ thống MMDS và LMDS.
MMDS (multichannel, multipoint distribution system) là hệ thống phân bố đa
điểm, đa kênh, nó có thể gửi 33 kênh truyền hình tơng tự hoặc 100 kênh dới dạng tín
hiệu số tới các thuê bao hoặc Internet tốc độ cao dọc theo đờng dây của các modem
cáp đồng trục (cable modem).
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
FTTC
FTTN
FTTH
Cáp đồng
Tổng đài trung
tâm
1.1.4 Truy nhập bằng cáp đồng trục
Đây là phơng pháp đợc triển khai bởi nhà cung cấp truyền hình cáp. Khi triển khai,
cần lắp thêm cáp đồng trục từ điểm cung cấp dịch vụ tới thiết bị của khách hàng.
Điển hình là hệ thống cáp đồng trục kết hợp với cáp quang (HFC- Hybrid
Fiber/Coax). Nó cung cấp cả dịch vụ số và tơng tự, dùng băng tần từ 0ữ50 MHz cho
đờng lên và từ 50ữ750 MHz cho hớng xuống và truyền khoảng 100 kênh video tơng
tự (6 MHz) với tín hiệu số, mỗi kênh sóng mang 6 HMz có thể đạt tốc độ 27 đến 38
Mb/s. 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 thì việc xây dựng một hệ thống mới là rất tốn kém.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
1.2 Giới thiệu các 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.
Theo hớng ứng dụng của các công nghệ 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.
Bảng 1.1: Các công nghệ DSL
Công
nghệ
Tốc độ
Khoảng cách
ngắn )
1 đôi
VDSL 26 Mb/s đối xứng
1352 Mb/s luồng
xuống
300 m 1,5 km
(tuỳ tốc độ)
1 đôi
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
1,5-2,3 Mb/s luồng lên
IDSL: (ISDN DSL) : Ngay từ đầu những năm 1980, ý tởng về một đờng dây thuê
bao số cho phép truy nhập mạng số đa dịch vụ tích hợp (ISDN) đã hình thành. DSL
làm việc với tuyến truyền dẫn tốc độ 160 Kb/s tơng ứng với lợng tải tin là 144 Kb/s
(2B+D). Trong IDSL, một đầu đấu nối tới tổng đài trung tâm bằng một kết cuối đờng
dây LT (Line Termination), đầu kia nối tới thuê bao bằng thiết bị kết cuối mạng NT
(Network Termination). Để cho phép truyền dẫn song công ngời ta sử dụng kỹ thuật
khử tiếng vọng. IDSL cung cấp các dịch vụ nh : Hội nghị truyền hình, đờng dây thuê
riêng (leased line), các hoạt động thơng mại, truy cập Internet/Intranet.
HDSL/HDSL 2: Cuối những năm 80, nhờ tiến bộ trong xử lý tín hiệu số đã thúc
đẩy sự phát triển của công nghệ đờng dây thuê bao số truyền tốc độ dữ liệu cao
HDSL (High data rate DSL). Công nghệ này sử dụng 2 đôi dây đồng để cung cấp dịch
vụ T1 (1,544 Mb/s), 3 đôi dây để cung cấp dịch vụ E1 (2,048 Mb/s) không cần bộ
lặp. Sử dụng mã đờng truyền 2B1Q tăng tỷ số bit/baud thu phát đối xứng; mỗi đôi
dây truyền một nửa dung lợng tốc độ 784 Kb/s nên khoảng cách truyền xa hơn và sử
dụng kỹ thuật khử tiếng vọng để phân biệt tín hiệu thu phát. Khi nhu cầu truy nhập
các dịch vụ đối xứng tốc độ cao tăng lên, kỹ thuật HDSL thế hệ thứ 2 đã ra đời để đáp
ứng nhu cầu truyền T1, E1 chỉ trên một đôi dây đồng với một bộ thu phát nên có
nhiều u điểm : hoạt động ở nhiều tốc độ khác nhau, sử dụng mã đờng truyền hiệu quả
hơn mã 2B1Q, khoảng cách truyền dẫn xa hơn, chống nhiễu tốt hơn, có khả năng t-
đối xứng là 1,6- 2,3 Mb/s. Trong VDSL, cả hai kênh số liệu đều hoạt động ở tần số
cao hơn tần số sử dụng cho thoại và ISDN nên cho phép cung cấp các dịch vụ VDSL
bên cạnh các dịch vụ đang tồn tại. Khi cần tăng tốc độ luồng xuống hoặc ở chế độ đối
xứng thì hệ thống VDSL sử dụng kỹ thuật xoá tiếng vọng. ứng dụng công nghệ VDSL
trong truy cập dịch vụ băng rộng nh dịch vụ Internet tốc độ cao, các chơng trình
Video theo yêu cầu.
1.3 Tình hình triển khai xDSL trên thế giới
Trên thế giới hiện nay có khoảng 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 kỷ 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 trờng
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.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
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 còn
tăng nhanh và đạt tới 200 triệu thuê bao vào năm 2005.
Bảng 1.2 Số lợng thuê bao DSL trên thế giới năm 2002
Khu vực
Tổng số
thuê bao
DSL
Số lợng
thuê bao nhà
riêng
% thuê bao
17.1
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
Hình 1.2 Số thuê bao DSL trên thế giới
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 E1 của 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.
Hiện nay VDC đang có kế hoạch triển khai mạng DSL tại năm tỉnh thành là Hà
nội, TP HCM, Đà Nẵng, Đồng Nai, Bình Dơng. Theo dự kiến, trong giai đoạn đầu
mới triển khai mạng thì các khách hàng chủ yếu sẽ là các thuê bao kênh thuê riêng
(leased) hoặc có nhu cầu tơng tự . Tuy nhiên, do mạng DSL chỉ có thể đáp ứng đợc
các thuê bao dới 2M nên ớc tính số thuê bao leased đến năm 2003 có thể nh bảng 1.3.
Khi triển khai trên thực tế có thể số lợng thuê bao còn cao hơn nhiều do mức giá thuê
bao và cài đặt DSL có thể thấp hơn mức giá leased line truyền thống. Chi phí đầu t
cho dự án này khoảng 700.000 USD.
Bảng 1.3 Dự kiến số lợng thuê bao xDSL theo số lợng thuê bao leased line
2001 2002 2003
Lease
d (64-
2M)
D
SL
Lease
d (64-
2M)
D
SL
Leased
(64-2M)
tế
20.000 50.000 100.000 50% số hộ dân HN
90% số hộ dân
HN và một số hộ
tỉnh lân cận
Bởi vậy, việc nắm bắt kiến thức cơ bản, khả năng ứng dụng của công nghệ xDSL là
điều rất cần thiết trong giai đoạn hiện nay.
1.4 So sánh đánh giá về mạng truy nhập có sử dụng công nghệ xDSL khác
nhau
Qua xem xét ở trên ta nhận thấy rằng mỗi loại kỹ thuật DSL có những tính năng,
đặc thù và điểm mạnh, điểm yếu riêng. Tuy nhiên việc áp dụng chúng sao cho phù
hợp là một vấn đề cần xem xét.
Trong phần này ta chỉ xem xét 3 loại chủ yếu là HDSL, ADSL và VSDL. Còn
SDSL có thể coi là một loại HDSL đợc đơn giản hoá. Về nguyên tắc SDSL hoàn toàn
giống HDSL nhng chỉ chạy trên một đôi dây và tốc độ cũng chỉ bằng một nửa HDSL
Trong các loại kỹ thuật DSL thì HDSL là có cấu trúc đơn giản hơn cả. HDSL chỉ là
đờng truyền điểm nối điểm đơn thuần, không ghép thêm kênh thuê bao thoại nh
ADSL và VDSL. Nh vậy băng tần mà HDSL sử dụng cũng nhỏ hơn và đơn giản hơn
so với các loại khác. Thông thờng khi sử dụng trên 2 đôi sợi với tốc độ T1 hoặc 3 đôi
sợi với tốc độ E1, mã đờng truyền là 2B1Q thì băng tần HDSL trong khoảng 0 đến
392kHz. Trờng hợp sử dụng mã CAP băng tần này rút gọn xuống chỉ còn 230kHz.
+ ở ADSL băng tần sử dụng phải chia thành 2 hoặc 3 phần.
ADSL không sử dụng phơng pháp khử tiếng vọng thì sẽ phải chia thành các
băng tần
0-4kHz cho kênh thoại
25-200kHz cho đờng truyền về phía tổng đài
>200kHz cho đờng truyền phía thuê bao
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
ADSL sử dụng phơng pháp khử tiếng vọng thì băng tần đờng truyền tới tổng đài
truy nhập trong thời gian tới. Với lợi thế tận dụng mạng lới cáp đồng đang tồn tại
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
rộng khắp trên thế giới không đòi hỏi vốn đầu t ban đầu quá lớn với các kỹ thuật ngày
càng hoàn thiện nhằm cung cấp cho khách hàng mọi dịch vụ băng rộng theo yêu cầu
với giá cả hợp lý nên công nghệ xDSL đang thực sự trở thành sự lựa chọn số 1 cho
các nhà cung cấp dịch vụ hiện nay. ADSL và SDSL chỉ sử dụng một đôi cáp đồng do
đó rất tiện lợi khi áp dụng vào mạng truy nhập mà không phải lắp đặt thêm các đôi
dây khác. Sử dụng modem ADSL mạng có thể cung cấp trong phạm vi rộng cả băng
tần đối xứng và không đối xứng, đồng thời cung cấp một đờng dẫn có thể phát triển
trong tơng lai với dịch vụ băng tần cao. Vậy với việc áp dụng kỹ thuật ADSL vào
mạng truy nhập chúng ta sẽ có giải pháp trung gian khi cung cấp hoặc giảm bớt chi
phí mà vẫn có thể truy nhập tốc độ cao. Trong chơng 2 ta sẽ nghiên cứu cơ sở kỹ
thuật của công nghệ ADSL.
Chơng 2: Cơ sở của Công nghệ aDSL
2.1 Giới thiệu chung về cáp xoắn đôi
Cáp xoắn đôi là phơng tiện truyền dẫn của tín hiệu xDSL, vì vậy trớc khi đi sâu vào
nghiên cứu công nghệ ADSL ta sẽ xem xét các trở ngại khi truyền dẫn tín hiệu trên
cáp và các phơng thức truyền dẫn song công để có thể tận dụng tối đa các đôi cáp.
Cáp xoắn đôi đợc tạo bởi hai dây dẫn đợc xoắn quanh nhau. Do các dây là gần
nhau về mặt vật lý và giống nhau về mặt hình học nên sự ảnh hởng từ bên ngoài đến
hai dây là hoàn toàn giống nhau. Nếu một bộ thu chỉ quan tâm đến sự chênh lệch điện
áp giữa hai dây thì ảnh hởng từ bên ngoài sẽ bị loại bỏ.
Các đôi dây xoắn đôi thờng đợc bó trong một bó cáp (nhiều đôi dây xoắn đôi trong
một vỏ cáp), các cáp phổ biến trong mạch vòng thuê bao chứa từ 25 đến 100 đôi
chúng đợc phân biệt với nhau bởi mã màu, gần ngoài vỏ có thể có lớp bọc kim loại đ-
ợc nối đất để giảm nhiễu từ bên ngoài. Các đôi dây thờng đợc sử dụng dựa theo thiết
kế của AWG (American Wire Gauge), phổ biến nhất trong các ứng dụng DSL là 24
và 26 AWG.
khi tốc độ tín hiệu cao sẽ xuất hiện suy hao và xuyên âm đủ lớn cộng với nhiễu nền
lớn làm cho S/N giảm gây nhiều lỗi bit làm giảm tốc độ tín hiệu vì vậy cũng phải có
sự thoả thuận giữa độ rộng băng hiệu và tốc độ. Để tăng độ rộng băng cần phải giảm
khoảng cách hoặc chất lợng đờng dây phải tốt để giảm suy hao và xuyên âm cũng có
thể áp dụng các phơng pháp mã hoá chống lỗi tiên tiến để cải thiện S/N.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
a. ảnh hởng về điện
Trong môi trờng tốc độ cao các đặc tính về điện có ảnh hởng rất lớn đến đờng
truyền, đây là đặc tính vốn có của tín hiệu điện nhng nó chỉ biểu hiện rõ khi năng l-
ợng và tần số tín hiệu cao. Các ảnh hởng có thể kể đến nh xuyên âm, nhiễu điện từ,
nhiễu xung, nhiễu nhiệt , và nó là các tác nhân từ bên ngoài.
Nh ta đã biết một hiện tợng rất quan trọng của tín hiệu điện đó là hiện tợng cảm
ứng điện từ (gây ra tín hiệu giống nh nó ở vật dẫn điện đặt gần nó), hiện tợng này
biểu hiện rất rõ khi tần số của tín hiệu điện càng cao và khoảng cách giữa các dây dẫn
càng nhỏ. Trong truyền dẫn thoại các đôi dây phía tổng đài đợc đặt sát nhau trong
một bó cáp còn phía thuê bao thì chúng đợc tách ra để đi đến từng nhà thuê bao,
chính điều này đã tạo ra xuyên âm trong các đôi dây.
*Xuyên âm : là hiện tợng cảm ứng điện từ xảy ra giữa các đôi dây truyền tín hiệu
điện khi chúng đợc đặt gần nhau. Dòng điện cảm ứng có thể cùng chiều hoặc ngợc
chiều với dòng điện sinh ra nó. Xuyên âm đợc chia ra làm hai loại đó là xuyên âm
đầu gần (NEXT) và xuyên âm đầu xa (FEXT), trong mỗi loại lại đợc phân biệt bởi
xuyên âm trong cùng một kỹ thuật (nh giữa các đờng ADSL với nhau) và đợc gọi là
tự xuyên âm, xuyên âm từ các kiểu kỹ thuật khác nhau nh xuyên âm giữa ADSL và
ISDN. Biểu diễn của NEXT và FEXT nh hình vẽ 2.1
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Tín hiệu
xuyên âm
đầu xa
*Nhiễu tần số vô tuyến : Các đờng dây xoắn đôi cân bằng chỉ đợc thiết kế để
truyền thoại nên chỉ chống đợc ảnh hởng của các tín hiệu tần số vô tuyến ở tần số làm
việc thấp. Còn hệ thống DSL làm việc với tần số cao thì sự cân bằng bị giảm nên bị
các tín hiệu tần số vô tuyến RFI có thể xâm nhập. Mức độ nhiễu phụ thuộc vào
khoảng cách nguồn nhiễu tới mạch vòng.
Những nguồn nhiễu chính thuộc loại này là các hệ thống vô tuyến quảng bá điều
biên AM và các hệ thống vô tuyến nghiệp d. Các trạm vô tuyến AM phát quảng bá
trong dải tần từ 560ữ1600 KHz. Tuy nhiên do tần số làm việc của các trạm này là cố
định nên nhiễu do chúng gây ra có thể dự đoán đợc. Ngợc lại, nhiễu vô tuyến nghiệp
d lại không đoán trớc đợc vì tần số làm việc thay đổi và có nhiều mức công suất phát.
Nhng nhiễu này chỉ ảnh hởng tới VDSL vì dải tần vô tuyến nghiệp d chỉ chồng lấn
lên băng tần truyền dẫn của VDSL.
* Tạp âm trắng : Nhìn chung có rất nhiều nguồn tạp âm và khi không thể xét riêng
từng loại ta có thể coi chúng tạo ra một tín hiệu ngẫu nhiên duy nhất với phân bố
công suất đều ở mọi tần số. Tín hiệu này đợc gọi là tạp âm trắng. Tạp âm nhiệt gây ra
do chuyển động của các electron trong đờng dây có thể coi nh tạp âm trắng có phân
bố Gauss đợc gọi là tạp âm trắng Gauss cộng AWGN. Tạp âm này ảnh hởng độc lập
lên từng kí hiệu đợc truyền hay nói cách khác chúng đợc cộng với tín hiệu bản tin.
* Nhiễu xung : thờng xảy ra trong thời gian ngắn (từ vài s tới vài ms) nhng có ảnh
hởng lớn do cờng độ lớn, nguồn nhiễu này chủ yếu là do sự bật tắt của các thiết bị
điện, sét
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
b. ảnh hởng về vật lý
Bên cạnh các ảnh hởng về điện thì ảnh hởng về mặt vật lý cũng quyết định nhiều
đến tốc độ đờng truyền mà đòi hỏi sự quan tâm không kém. ảnh hởng về mặt vật lý
xuất phát từ đặc tính của cáp là đợc dùng để truyền tín hiệu thoại với sự giới hạn về
độ rộng băng (tần số từ 0 đến 4 kHz) và để mở rộng khoảng cách ngời ta đã thêm vào
các cuộn gia cảm nó có tác dụng làm giảm ảnh hởng của điện dung ở tần số thấp làm
giảm suy hao nhng những cuộn gia cảm này thực tế lại hoạt động nh một bộ lọc
là rất ngắn) và tạo điều kiện cho sự thâm nhập của nhiễu từ bên ngoài làm giảm
truyền tín hiệu tốc độ cao. Kích thớc các dây khác nhau làm mất tính phối hợp trở
kháng và tạo ra sự phản xạ tín hiệu nó góp phần cản trở tăng tốc độ truyền, ảnh hởng
của môi trờng cũng cản trở tốc độ truyền (ví dụ sự xâm nhập của nớc tạo ra sự ô xi
hoá làm tăng điện trở làm suy hao tín hiệu tăng lên và có thể không còn đáp ứng đợc
các yêu cầu của xDSL). Cách bố trí dây trong nhà của khách hàng cũng ảnh hởng đến
tốc độ của ADSL.
Nh vậy một đờng truyền bị ảnh hởng của rất nhiều yếu tố cả bản thân của nó cũng
nh các ảnh hởng từ bên ngoài điều này đòi hỏi trớc khi truyền tín hiệu tốc độ cao cần
phải có sự kiểm tra các thông số của đờng truyền thông qua các phơng pháp đo đạc
hiện đại.
2.1.2 Các phơng pháp truyền dẫn song công.
Trong các hệ thống truyền dẫn để tiết kiệm chi phí ban đầu cũng nh tối u hoá việc
thực hiện trong thực tế, ngời ta đã tận dụng số lợng các đôi dây dẫn để truyền tín hiệu
trong các hệ thống song công hoàn toàn. Có nhiều phơng pháp để có thể thực hiện
truyền song công tiêu biểu là các phơng pháp sau hay đợc dùng trong các hệ thống
xDSL.
Truyền dẫn song công dùng bộ triệt tiếng vọng, sơ đồ nh hình vẽ 2.4
Phần kênh truyền đợc gọi là đờng truyền hai dây, phần thuộc bộ phát và bộ thu đợc
gọi là phần 4 dây nh trên hình vẽ sự chuyển đổi từ hai dây sang 4 dây đợc gọi là
Hybrid. Tín hiệu đi qua cầu sai động (hybrid), một phần tín hiệu vòng lại đầu thu do
mạch hybrid không hoàn hảo (gọi là tín hiệu ECHO-tiếng vọng). Bộ lọc số thích ứng
ADF (adaptive digital filter) đợc sử dụng có chức năng tạo ra một bản sao của tín
hiệu tiếng vọng (tạo ra đợc là nhờ làm trễ tín hiệu phù hợp với độ trễ của tiếng vọng
và nó có thể điều chỉnh đợc cả độ lớn của tín hiệu) và tiếng vọng bị triệt hoàn toàn
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Hình 2.4 Phân tách tín hiệu lên xuống bằng phơng pháp khử tiếng vọng
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
bằng cách trừ bản sao này với tín hiệu vọng thực tế đờng hồi tiếp sau bộ cộng tác
động vào bộ lọc thích ứng nhằm có tác dụng tự động điều chỉnh độ trễ và mức độ tín
cho phép chúng truyền đợc qua mạng điện thoại và đầu còn lại sẽ chuyển đổi ngợc lại
để truyền tới máy tính.
Các modem thế hệ đầu chỉ sử dụng các kỹ thuật điều chế đơn giản nh FSK
(frequency shift keying: Dùng hai sóng mang để biểu diễn các trạng thái 0 và 1 của
tín hiệu, gây lãng phí băng tần, nhng có khả năng chống nhiễu tốt), QPSK
(Quadrature phase shift keying: Hai sóng mang ở cùng tần số và vuông pha với nhau.
Mỗi sóng mang điều chế một luồng bit riêng sau đó đợc cộng lại. Hai luồng bit xen
kẽ nhau trong số liệu gốc), và không có sửa lỗi trớc nên tốc độ đạt đợc không cao nh
V21 chỉ có tốc độ 300 b/s và V22 2,4 kb/s. V32 đã sử dụng mã hoá lới và thêm bộ
triệt tiếng vọng nên tốc độ đã đạt đợc 14,4 kb/s. Các modem thế hệ tiếp theo nhờ có
sự kết hợp giữa các kỹ thuật sửa lỗi trớc và kỹ thuật mã hoá tiến bộ nên đã đạt đợc tốc
độ cao hơn nhiều so với các modem thế hệ đầu. V34 đã kết hợp mã hoá sửa lỗi trớc
(FEC) và mã hoá QAM (đợc gọi chung là mã hoá TCM) nên tốc độ đã đạt đợc ban
đầu là 19,2 kb/s, 24 kb/s và hiện nay có thể đến 28,8 kb/b thậm chí đến 33,6 kb/s.
Phiên bản 33,6 kb/s có hiệu suất phổ là 10 b/s/Hz. Một đặc điểm chính về hoạt động
của chúng trong mạng PSTN đợc chỉ ra nh hình vẽ 2.7.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
ADC
DAC
DAC
ADC
Mạng thoại
64 Kbit/s digital
CO CO
Modem
khách hàng
Modem
Server
Đối với modem 56K thì nó yêu cầu một đầu kết cuối phải ở dạng số nh chỉ ra trong
hình 2.8.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Hình 2.8 Kết nối của modem 56 K
Mỗi chiều 56/64 kb/s
Đoạn nối số
56 kb/s
33,6 kb/s
Mạch vòng analog
PSTNISP
Modem
56K
PC
Hình 2.7 Cấu trúc hoạt động của Modem băng tần thoại
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
Nhờ phía còn lại là truyền dẫn số nên loại bỏ bớt nhiễu, do truyền dẫn trên mạch
vòng nội hạt không có đầy đủ các yêu cầu để cho phép mã hoá PCM với 8 bit/ từ mã,
ngời ta loại bỏ một bit đối với sự thực hiện trong modem và tốc độ giới hạn là
7x8.000=56 kb/s. Chiều xuống do chỉ chịu ảnh hởng của chuyển đổi từ số sang tơng
tự nên ảnh hởng của nhiễu lợng tử hầu nh không có và tốc độ có thể đạt đợc 56 kb/s
còn chiều lên do ảnh của chuyển đổi từ analog sang digital nên bị ảnh hởng lớn của
nhiễu lợng tử vì thế tốc độ đạt đợc thấp hơn chiều lên, cao nhất là 33,6 kb/s.
ISDN đã sử dụng mã hoá 2B1Q để làm giảm tốc độ Baud và tốc độ có thể đạt đợc
144 kb/s (nhng chỉ có 128 kb/s là thông tin khách hàng sử dụng), tốc độ này đã cao
hơn nhiều so với các modem ở trên nhng vẫn cha thoả mãn truyền các dịch vụ đa ph-
ơng tiện.
Tóm tắt các đặc tính của các modem băng tần thoại nh chỉ ra trong bảng 2.1.
Năm Tên modem Kỹ thuật Độ rộng băng Tốc độ
196
4
x
Hình 2.10 Cách thực hiện của QAM
Biên độ sin
Điều chế
4bits đầu vào
4bits đầu ra
Biên độ cos
Biên độ sin
x
Bảng 2.1 Các đặc tính của modem băng tần
thoại
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
ADSL khác với các modem băng tần thoại là sử dụng băng tần cao hơn rất nhiều
so với phổ tần cho thoại, phổ tần của nó đạt tới MHz. Đồng thời áp dụng các phơng
pháp mã hoá tiến bộ kết hợp với sửa lỗi trớc, tận dụng các tiến bộ trong xử lý tín hiệu
số.
2.3 Cơ sở kỹ thuật của ADSL
2.3.1 Các phơng pháp điều chế
Trong các hệ thống truyền dẫn để truyền đợc tín hiệu đi xa, có khả năng bức xạ tín
x
Hình 2.10 Cách thực hiện của QAM
Biên độ sin
Điều chế
4bits đầu vào
4bits đầu ra
Biên độ cos
Biên độ sin
x
Đồ án tốt nghiệp Mục lục I
Q
2
0
E
Hình 2.10 Cách thực hiện của QAM
Giải điều chế
y
Biên độ sin
Điều chế
4bits đầu vào
4bits đầu ra
Biên độ cos
Biên độ sin
Gửi trên kênh
và thu được
Một dạng sóng
xác định
xác định
một điểm
y
Tìm điểm đúng
gần nhất
Chiếu tới
dt
tt
ở đây là chu kỳ của sin và cosin, do tính trực giao mà các hàm sin và cosin còn đ-
ợc gọi là các hàm cơ bản.
Sơ đồ khối của bộ giải điều chế nh hình vẽ 2.12
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
E
Giá trị dự đoán y
0
d t
d
Bộ tạo sóng
cosin
Bộ tạo sóng
sin
X
X
Dạng sóng
thu được
Nhánh I
Nhánh Q
cosin
Hình 2.11 Sơ đồ điều chế QAM
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
Nếu giả thiết rằng kênh không bị mất mát và bộ thu có định thời pha hoàn hảo khi
đó tại các điểm trên hình vẽ sẽ có các biểu thức cho mỗi ký tự thứ i
Tại điểm A: V
A
(t)=X
i
cos(t)+Y
i
sin(t)
ở đây X
i
là biên độ (cả dấu và độ lớn) của sóng cosin đợc mã hoá ở bộ phát và Y
i
là
biên độ (dấu và độ lớn) của sóng sin đợc mã hoá ở bộ phát. Sau khi chuyển qua các
khối nhân, ở điểm B, C tín hiệu nhận đợc có biểu thức
V
B
(t)=X
i
cos
2
(t)+Y
i
sin(t)cos(t)
V
C
=X
i
/2
Cũng nh vậy ta có V
E
(t)=
( )
dttV
C
0
=Y
i
/2
Các giá trị ở đầu ra của bộ giải điều chế giúp lựa chọn vị trí trong bản đồ chùm sao
của bộ thu
Trong hệ thống ADSL, QAM cũng đợc sử dụng để làm mã đờng và kích thớc
chùm sao có thể là từ 4 cho đến 256, QAM cũng sử dụng FDM để thực hiện truyền
song công khoảng tần số dành cho đờng lên là từ 30 kHz đến 138 kHz còn đờng
xuống thì tần số đợc sử dụng là trên 138 kHz
2.3.1.2 Điều chế CAP (carrierless amplitude and Phase)
Tơng tự nh một bộ điều chế QAM, điều chế biên độ và pha không sóng mang sử
dụng một chùm sao để mã hoá các bit ở bộ phát và giải mã ở bộ thu. Các giá trị x, y
xuất phát từ tiến trình mã hoá đợc dùng để kích thích bộ lọc số. Bộ điều chế CAP nh
hình vẽ 2.13.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Copyright: Tài liệu đại học ©