Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 1 -
CHƯƠNG I

MẠNG TRUY NHẬP

1.1 Tổng quan:
Điện thoại được nhà khoa học người Mỹ Alexander Graham Bell phát minh từ
năm 1876. Tuy nhiên, phải khoảng từ năm 1890 mạng điện thoại mới bắt đầu được
triển khai tương đối rộng rãi. Cùng với sự xuất hiện của mạng thoại công cộng PSTN
là sự đột phá của các phương tiện thông tin liên lạc thời bấy giờ. Như vậy, có thể coi
mạng truy nhập ra đời vào khoảng năm 1890. Trong suốt nhiều thập kỷ đầu thế kỷ 20
mạng truy nhập không có sự thay đổi đáng kể nào, mặc dù mạng chuyển mạch đã thực
hiện bước tiến dài từ tổng đài nhân công đến các tổng đài cơ điện và tổng đài điện tử.
Mạng truy nhập thuê bao truyền thống được mô tả trên hình I.1 Hình I.1: Cấu trúc mạng truy nhập thuê bao truyền thống
Mạng truy nhập nằm giữa tổng đài nội hạt và thiết bị đầu cuối của khách hàng, thực
hiện chức năng truyền dẫn tín hiệu. Tất cả các dịch vụ khách hàng có thể sử dụng được
xác định bởi tổng đài nội hạt (chính là nút dịch vụ).
Mạng truy nhập có vai trò hết sức quan trọng trong mạng viễn thông và là phần tử
quyết định trong mạng thế hệ sau. Mạng truy nhập là phần lớn nhất của bất kỳ mạng
viễn thông nào, thường trải dài trên vùng địa lý rộng lớn. Theo đánh giá của nhiều
chuyên gia, chi phí xây dựng mạng truy nhập chiếm ít nhất là một nửa chi phí xây
dựng toàn bộ mạng viễn thông. Mạng truy nhập trực tiếp kết nối hàng nghìn, thậm chí

rộng vùng hoạt động của tổng đài.
Thứ hai, mạng truy nhập thuê bao truyền thống sử dụng chủ yếu là tín hiệu tương
tự với giải tần hẹp. Đây là điều cản trở việc số hoá, mở rộng băng thông và tích hợp
dịch vụ.
Thứ ba, theo phương phức truy nhập truyền thống, mỗi thuê bao cần có một lượng
khá lớn cáp đồng kết nối với tổng đài. Tính trung bình mỗi thuê bao có khoảng 3 km
cáp đồng. Hơn nữa bao giờ cáp gốc cũng được lắp đặt nhiều hơn nhu cầu thực tế để dự
phòng. Như vậy tính ra mỗi thuê bao có ít nhất một đôi cáp cho riêng mình nhưng hiệu
suất sử dụng lại rất thấp, do lưu lượng phát sinh của phần lớn thuê bao tương đối thấp.
Vì vậy mạng truy nhập thuê bao truyền thống có chi phí đầu tư cao, phức tạp trong duy
trì bảo dưỡng và kém hiệu quả trong sử dụng.
1.1.2 Mạng truy nhập hiện đại dưới quan điểm của ITU-T:
1.1.2.1 Định nghĩa:
Theo các khuyến nghị của ITU-T(Liên minh viễn thông quốc tế phát triển các tiêu
chuẩn quốc tế), mạng truy nhập hiện đại được định nghĩa như trên hình I.2. Theo đó
mạng truy nhập là một chuỗi các thực thể truyền dẫn giữa SNI (Service Node Interface
– Giao diện nút dịch vụ) và UNI (User Network Interface – Giao diện người sử dụng -
mạng). Mạng truy nhập chịu trách nhiệm truyền tải các dịch vụ viễn thông. Giao diện
điều khiển và quản lý mạng là Q.
Hình I.2:Kết nối mạng truy nhập với các thực thể mạng khác

PSTN
ISDN
DDN


1.1.2.2 Mạng truy nhập ngày nay:
Sự thay đổi của cơ cấu dịch vụ là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến sự phát triển của
mạng truy nhập. Khách hàng yêu cầu không chỉ là các dịch vụ thoại/ fax truyền thống,
mà cả các dịch vụ số tích hợp, thậm chí cả truyền hình kỹ thuật số độ phân giải cao.
Mạng truy nhập truyền thống rõ ràng chưa sẵn sàng để đáp ứng các nhu cầu dịch vụ
này.
Từ những năm 90 mạng truy nhập đã trở thành tâm điểm chú ý của mọi người. Thị
trường mạng truy nhập đã thực sự mở cửa. Cùng với những chính sách tự do hoá thị
trường viễn thông của phần lớn các quốc gia trên thế giới, cuộc cạnh tranh trong mạng
truy nhập ngày càng gay gắt. Các công nghệ và thiết bị truy nhập liên tiếp ra đời với
tốc độ chóng mặt, thậm chí nhiều dòng sản phẩm chưa kịp thương mại hoá đã trở nên
lỗi thời.
Nhìn từ khía cạnh môi trường truyền dẫn, mạng truy nhập có thể chia thành hai
loại lớn, có dây và không dây (vô tuyến). Mạng có dây có thể là mạng cáp đồng, mạng
cáp quang, mạng cáp đồng trục hay mạng lai ghép. Mạng không dây bao gồm mạng vô
tuyến cố định và mạng di động. Dĩ nhiên không thể tồn tại một công nghệ nào đáp ứng
được tất cả mọi yêu cầu của mọi ứng dụng trong tất cả các trường hợp. Điều đó có
nghĩa rằng mạng truy nhập hiện đại sẽ là một thực thể mạng phức tạp, có sự phối hợp
hoạt động của nhiều công nghệ truy nhập khác nhau, phục vụ nhiều loại khách hàng
khác nhau trong khu vực rộng lớn và không đồng nhất.
Mạng truy nhập quang (Optical access network - OAN) là mạng truy nhập sử dụng
phương thức truyền dẫn quang. Nói chung thuật ngữ này chỉ các mạng trong đó liên
lạc quang được sử dụng giữa thuê bao và tổng đài. Các thành phần chủ chốt của mạng
truy nhập quang là kết cuối đường dẫn quang (optical line terminal - OLT) và khối
mạng quang (optical network unit - ONU). Chức năng chính của chúng là thực hiện
chuyển đổi các giao thức báo hiệu giữa SNI và UNI trong toàn bộ mạng truy nhập.
Người ta phân biệt ba loại hình truy nhập quang chính: Fiber to the curb (FTTC), Fiber
to the building (FTTB), Fiber to the home (FTTH) và fiber to the office (FTTO).
Cho tới nay trên thế giới có một khối lượng rất lớn cáp đồng đã được triển khai.

ISDN (Integrated Service Digital Network) là mạng (số) đa dịch vụ. ISDN lần đầu
tiên được CCITT đề cập đến trong một khuyến nghị của mình vào năm 1977. Năm
1985 AT&T thử nghiệm ISDN lần đầu tiên tại Hoa Kỳ. Tuy nhiên, ISDN phát triển
chậm ở Hoa Kỳ do sự không thống nhất trong cách triển khai theo CCITT của AT&T
và Nortel. ISDN phá sản ngốn của 20 quốc gia khoảng 50 tỷ đô-la Mỹ. Nguyên lý của
ISDN là cung cấp các dịch vụ thoại và số liệu chung trên một đường dây thuê bao kỹ
thuật số. Dùng ISDN ở tốc độ giao tiếp cơ sở ( BRI: Basic Rate Interface) cho phép
truyền dữ liệu và thoại trên 2 kênh B ( Binary channel) 64 kbps và 1 kênh D ( Digital
channel) 16 kbps. Mỗi đường dây ISDN ở BRI có thể bố trí tối đa 8 thiết bị đầu cuối
và cùng một lúc có thể thực hiện được nhiều cuộc gọi khác nhau.Dùng ISDN cho phép
khách hàng sử dụng các dịch vụ mới như dịch vụ khẩn cấp ( báo trộm, báo cháy,...),
dịch vụ ghi số điện -nước –gas, dịch vụ quay số trực tiếp vào tổng đài nội bộ, dịch vụ
địa chỉ phụ....Các thiết bị cũ cuả mạng điện thoại PSTN (mạng chuyển mạch thoại
công cộng ) vẫn dùng được với ISDN qua một bộ thích ứng đầu cuối TA (Terminal
Adaptor). Giao tiếp tốc độ sở cấp (PRI: Primary rate interface) tương đương với các
đường truyền T1 và E1 với một kênh D là 64 kbps còn các kênh B còn lại cũng có tốc
độ 64 kbps. Ngoài ra người ta còn định nghĩa các kênh H trên PRI với H0 là 6B, H10
là 23B, H11 là 24B và H12 là 30B.
Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 5 -
Vấn đề lớn nhất của ISDN là sau hơn 20 năm phát triển là nó đáp ứng được hay
không kịp nhu cầu của khách hàng. Tại châu Âu ISDN đã phát triển rộng rãi và các
văn phòng chi nhánh, những người làm việc xa công ty (telecommuter) đã sử dụng
ISDN hiệu quả trong nhiều năm. Dù sao ISDN vẫn không phải là dịch vụ tự động 128
kbps mà nó chỉ là hai kênh 64 kbps. Nếu muốn sử dụng đầy đủ dung lượng 128 kbps
của đường dây ISDN thì phải mua thêm phải mua thêm một bộ thích ứng đầu cuối để
nhập 2 kênh 64 kbps lại.
ISDN không phải là công nghệ có thể ứng dụng riêng cho thuê bao mà toàn bộ

Thiết bị PSTN tiêu chuẩn có
một giao tiếp R
Thiết bị ISDN không thể
kết nối trực tiếp với
đường dây ISDN
Thiết bị ISDN có thể
kết nối trực tiếp vào
đường dây ISDN
V
U S/T
R
Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 6 -
ISDN đã trở nên rất đắt tiền. Và dĩ nhiên một dịch vụ đắt tiền không thể dễ dàng phổ
biến trên diện rộng. Cho tới năm 1997, chỉ có khoảng hơn một triệu đường dây thuê
bao tại Hoa Kỳ. Vì ít được sử dụng nên thiết bị ISDN như bộ thích ứng đầu cuối để kết
nối máy tính cá nhân với mạng trở nên rất đắt tiền. Kết quả là ISDN cần một sự đầu tư
tài chính lớn làm cho hầu hết các người sử dụng đều thờ ơ. Trong trường hợp ISDN
dành cho các người làm việc xa công ty hay từ các chi nhánh thì chi phí có thể chấp
nhận được nhưng với các văn phòng gia đình hay các văn phòng nhỏ (SOHO: Small
Office Home Office) thì ISDN quá đắt.
Càng ngày ISDN càng trở nên không có lối thoát. Trong thời đại mà modem tương
tự chỉ đạt tới tốc độ 1200 bit/s thì tốc độ dữ liệu 64 kbps cho mỗi kênh ISDN quả thật
rất ấn tượng. Ngày nay, khi mà tốc độ dữ liệu của modem tương tự lên đến 56 kbps với
giá thành không quá 10 USD thì giá thành thiết bị ISDN lên đến hàng ngàn USD trở
nên không đáng để đầu tư. Một sự kiện nữa đang ngày càng cho ISDN ra rìa là
Internet. ISDN là dịch vụ có chuyển mạch cho phép thực hiện các kết nối 64 kbps qua
quay số như gọi điện thoại. Trong những năm đầu của thập kỷ 80 thế kỷ trước, lúc


- 7 -
thời gian kết nối khi người sử dụng chỉ cần thông tin nào đó rồi log off. Còn đối với
người sử dụng dùng tất cả thờì gian kết nối cho mục đích giải trí thì ISDN không có
tác dụng gì ngoài việc truy xuất thông tin hơn một phút.
Các công ty khai thác điện thoại đang dần nhận ra rằng giải pháp lâu dài duy nhất
cho tình trạng quá tải mạng là chuyển lưu lượng Internet ra khỏi mạng PSTN càng
nhiều càng tốt. Cố găng tăng cường mạng hiện hữu để đáp ứng số lượng bùng nổ các
cuộc gọi chiếm giữ thời gian lớn giống như là xây dựng thêm nhiều xa lộ để giải toả
tắc nghẽn giao thông. Chi phí sẽ thật khủng khiếp và sẽ chẳng bao giờ đạt được hiệu
quả kinh tế.
Các nhà cung cấp dịch vụ có thể có được giải pháp nào hiệu quả để giải quyết tắc
nghẽn không? Thực tế có một khả năng thành công lớn khi tách rời truy xuất Internet
khỏi PSTN nhà cung cấp dịch vụ sẽ gỡ bỏ được cổ chai kềm giữ tốc độ truy xuất ở 64
kbps. Với cấu hình mạng mới nhà cung cấp dịch vụ có thể thiết kế thích nghi với tốc
độ thông tin dữ liệu hiện đại và người sử dụng sẽ không ngần ngại từ bỏ modem cũng
như các thiết bị thích ứng đầu cuối để chạy theo mạng truy xuất mới.
1.2.2 Modem tương tự:
Trong những năm đầu của kỷ nguyên máy tính, cách đây chừng hơn 30 năm về
trước, kết nối mạng hoạt động ở tốc độ khoảng 300 đến 600 bit/s đã là khá đủ. Khoảng
10 năm trước thì modem 9.6 Kbps được xem là công cụ liên lạc tốc độ khá cao.
Modem 9.6 Kbps thực tế đã đáp ứng nhiều ứng dụng liên quan đến đồ họa và video,
tuy chưa thực tốt lắm. Ví dụ, một người sử dụng vào mạng để tải về một bản đồ thời
tiết với tốc độ truyền dữ liệu 9.6 Kbps phải mất 40 giây để tải về bản đồ trắng đen chất
lượng kém. Với bản đồ màu độ phân giải cao thì phải chờ đến vài phút. Ngày nay thì
cả modem 28.8 Kbps hay 33.6 kbps cũng không đáp ứng được về tốc độ của nhiều ứng
dụng. Thời gian download một hình ảnh JPEG trung bình là 120 giây. Nền kỹ thuật
máy tính thay đổi rất nhanh, các kênh thông tin, máy tính đang biến đổi để đáp ứng
yêu cầu đạt được dung lượng cao ngày càng tăng. Khi các dịch vụ hình ảnh màu, thoại
và video càng hấp dẫn khách hàng thì hạ tầng thông tin hàng megabit càng trở nên

33600 bit/s và thực hiện 10 bit trên mỗi tín hiệu.
Modem
PSTN
Telephone
exchange
(Central office)

Local loop
Digital da ta
Telephone
exchange
(Central office)
Modem

Local loop
Digital data

Analogue encoding
analogue
encoding
analogue
encoding

Hình I.4 Modem tương tự qua mạng điện thoại tương tự.

Modem
PSTN
Exchange

Local loop

tiêu chuẩn nào sẽ chiến thắng và tiêu chuẩn nào sẽ về vườn. Trong thời gian này một
số ISP mở ra 2 số điện thoại , mỗi số điện thoại cho một tiêu chuẩn và điều này đã làm
cho người sử dụng thấy yên tâm mà mua sắm modem 56 kbps.
Pcm digital
V.pcm client-
side modem
PSTN
Exchange
Local loop
Digital da ta
Exchange
Digital
circuit
Digital data
PCM digital encoding
analogue
encoding encoding
A/D
D/A
Client compute
(Internet user)
Server computer
(ISP)
Internet
connection
Internet
V.p cm server-
side modem

Hình I.6 Modem V.pcm

2 Mbit/s HDSL, 7 Mbit/s với ADSL, và bây giờ là 52 Mbit/s VDSL. Trong phạm vi đề
tài này thì chúng tôi xin chỉ đề cập đến công nghệ ADSL.
1.3.1 Phạm vi thiết kế của DSL:
Các DSL được thiết kế ở giới hạn 6 dB tỷ số tín hiệu trên tạp âm SNR. Điều này
có nghĩa là DSL có các lỗi bit BER là 10
-7
khi năng lượng tín hiệu nhiễu là 6 dB tức
lớn hơn mô hình xuyên âm được định nghĩa là "tồi nhất". Trong nhiều trường hợp, mô
hình xuyên âm tồi nhất là trong nhóm 50 đôi dây có 49 nguồn nhiễu xuyên âm. Nếu
chỉ có nhiễu Gaussian, 6 dB SNR gây ra mức lỗi là 10
-24
. Tuy nhiên trên thực tế, nhiễu
thường là non-Gaussian. Do đó trên thực tế, với mức 6 dB đảm bảo DSLs hoạt động ở
BER (Bit Error Rate) tốt hơn 10
-9
và DSLs sẽ cung cấp dịch vụ tin cậy thậm chí khi
môi trường truyền dẫn kém hơn mức bình thường.
Giá trị 6 dB xuất phát từ tiêu chuẩn ANSI ISDN(American National Standards
Institude : Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ) cơ bản trong T1D1.3 (trước đó là T1E1.4)
vào năm 1985 do Richard McDonald của Bellcore đưa ra. Như mô tả ở T1E1.4/95-
133, giới hạn 6 dB vẫn là giá trị hợp lý. Giới hạn này áp dụng cho nhiều loại cáp khác
nhau (cáp bị lão hoá, cáp nối, cáp ướt), nhiễu bổ sung ở trung tâm chuyển mạch CO
(Central Office), dây thuê bao, các nguồn nhiễu khác, thiết kế bộ thu phát không hoàn
hảo, lỗi do sản xuất. Mức giới hạn thiết kế là sự kết hợp giữa việc đảm bảo hoạt động
tin cậy trong mọi trường hợp và khả năng cho phép độ dài mạch vòng tối đa. Các
phương pháp truyền dẫn phức tạp có thể đạt được chất lượng làm việc tốt hơn, nhưng
vẫn cần các giới hạn thiết kế. Tuy nhiên, các hệ thống đo giới hạn khi khởi động có thể
cung cấp cho người lắp đặt ngay lập tức chỉ số cho biết liệu mạch vòng có giới hạn hay
không.
Sau đó người lắp đặt phải hiệu chỉnh ví dụ như tìm đôi dây tốt hơn hoặc loại bỏ các

giá đắt và tốn thời gian lắp đặt và thường tách thành một nhóm các đôi dây tách biệt
với các hệ thống truyền dẫn khác. Một đường dây T1 có 4 dây, 2 dây truyền thông tin
đến khách hàng và 2 dây kia truyền thông tin từ khách hàng. Để giảm nhiễu xuyên âm
đầu gần giữa hai hướng của truyền dẫn, người ta chia thành 2 bó cáp, 1 bó mang tín
hiệu đi và 1 bó truyền tín hiệu về. Đường dây T1 được thiết kế với mức suy hao tối đa
là 15 dB (nghĩa là từ 2 đến 3 kft) ở 772 kHz cho CO (CO tới bộ lặp đầu tiên), suy hao
tối đa 36 dB từ bộ lặp tới bộ lặp và suy hao đường dây 22,5 dB từ bộ lặp cuối cùng đến
khách hàng. Đối với khoảng cách nhiều dặm có thể dùng nhiều bộ lặp. Bộ lặp T1 có
nguồn điện là ±130v một chiều. Ở đây ta không coi T1/E1 và DDS là các DSL.
Tốc độ
bit tín
hiệu
hướng về
52m
26m
13m
6m
3m
2m
1.5m
400k
144k

144k 640k 1.5M 2M 13M
Tèc ®é bit ph¸t (bit/s tõ kh¸ch hµng)
BRI (15 kft)
DS1-HDSL (9 kft)

Truy cập Internet/intranet.
ISDN
<= 128 Kbps
(không nén) Song
công
5 Km (thêm thiết bị
có thể mở rộng
khoảng cách)
Hội nghị truyền hình, Khắc
phục thiên tai, Dự phòng leased
line, Các hoạt động thương
mại, truy cập Internet/intranet.
Cable
modem
10–30 Mbps Luồng
xuống, 128 Kbps–10
Mbps luồng lên
(Băng thông dùng
chung)
50 Km trên cáp đồng
trục (thêm thiết bị
phụ trợ có thể mở
rộng tới 300 Km)
Truy cập Internet
ADSL
Lite
1 Mbps luồng xuống
512 Kbps luồng lên
5 Km Truy cập Internet/intranet,
duyệt Web, thoại IP, thoại

các mạng LAN.
SDSL
1.544 Mbps full
duplex (T1)
2.048 Mbps full
duplex (E1)
(uses 1 wire pair)
3Km Nội hạt, Thay thế trung kế
T1/E1 có dùng bộ lặp, Kết nối
các PBX với nhau, kết nối các
mạng LAN.
Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 13 -
VDSL 13–52 Mbps Luồng
xuống
1.5–2.3 Mbps luồng
lên
(đối xứng đạt tới
34Mbps )
300m–1,5 km
(phụ thuộc vào tốc
độ)
Truy cập Multimedia Internet,
quảng bá các chương trình TV.
Nguồn: 3Com, 03/ 1998.

Hình I.9 Bảng so sánh các công nghệ


dây xoắn (hoặc là từ bộ phát tới bộ thu đầu cuối gần). Xuyên âm đầu xa FEXT (Far
End Cross Talk) có từ tín hiệu đi theo cùng một hướng trên hai đôi dây xoắn (hoặc từ
bộ phát tới bộ thu ở đầu xa).

Hình II.1 Nhiễu xuyên âm NEXT – FEXT
Xuyên âm có thể là nguồn nhiễu ảnh hưởng lớn trên đôi dây xoắn và thường gây
giảm tính năng hoạt động của DSL .
2.2 Nhiễu vô tuyến :
Nhiễu vô tuyến là phần còn lại của tín hiệu vô tuyến trên đường dây điện thoại.
Tín hiệu vô tuyến (RF) ảnh hưởng lên đôi dây điện thoại, đặc biệt là dây trần. Các
đường dây điện thoại làm từ đồng tạo thành anten thu sóng điện từ tạo ra dòng điện
tích cảm ứng so với đất. Điện áp chung cho đôi dây xoắn là một trong hai dây so với
đất - thông thường hai điện áp này trong đôi dây xoắn giống nhau. Đường dây điện
thoại cân bằng cao cho thấy sự suy giảm lớn trong tín hiệu RF biến thiên trên đôi dây
so với tín hiệu chung. Tuy nhiên sự cân bằng sẽ giảm khi tăng tần số, và ở tần số của
next
C¸p
§Çu ph¸t
§Çu thu
Fext
C¸p

Tự xuyên âm đầu gần (self NEXT) có thể làm giảm hoặc theo tần số (bằng cách sử
dụng phổ tần số không chồng lấn) hoặc theo thời gian (bằng cách đồng bộ tất cả các
DSL theo đồng hồ mạng vì thế nó truyền thu và phát trên các khe thời gian khác nhau).
Tuy nhiên, FEXT sẽ được đưa ra, theo phương pháp riêng rẽ theo thời gian hoặc theo
tần số.
2.5 Nhiễu liên ký hiệu ISI (Intersymbol Interference) :
Xuyên nhiễu là hiện tượng chủ yếu làm giảm chất lượng đường truyền dẫn ADSL.
Suy hao đường truyền nghiêm trọng và trễ biến đổi theo tần số gây ra hiện tượng
xuyên nhiễu giữa các ký hiệu gần nhau. Xuyên nhiễu của một ký hiệu có ảnh hưởng
đến hàng trăm ký hiệu khác trên đường dây ADSL. Hiện tượng xuyên nhiễu giữa các
ký hiệu làm cho việc nhận biết từng ký hiệu không thực hiện được. Một số phương
thức truyền dẫn trước đây như AMI (AMI cho T1, E1) hạn chế hiện tượng xuyên
nhiễu giữa các ký hiệu nhờ rút ngắn đôi dây đồng xoắn la phương tiện truyền dẫn để
giảm sự biến đổi suy hao theo tần số. ISDL 2B1Q sử dụng tốc độ ký hiệu 80kHz để
hạn chế sự chồng lấn của các ký hiệu. Mặc đường vậy, ISDL vẫn còn hiện tượng
xuyên nhiễu giữa các ký hiệu. Với tốc độ truyền dẫn cao của ADSL, HDSL, VDSL,
Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 16 -
hiện tượng xuyên nhiễu giữa các ký hiệu cần được bù thích đáng. Các phương pháp
cân bằng có tác động đến chất lượng nhưng sẽ tốn kém khi tốc độ số liệu và ký hiệu
tăng lên. Phương pháp cân bằng tạo ra cấu hình thiết bị thu phù hợp nhằm hạn chế
hiện tượng xuyên nhiễu giữa các ký hiệu. Phương thức truyền đa kênh thực hiện ở cả
đầu thu và đầu phát sẽ nâng cao được chất lượng. ADSL và một vài dạng VDSL sử
dụng phương pháp truyền dẫn đa kênh.
2.6 Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) :
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR : Signal to Noise Ratio) là tỷ số năng lượng của
tín hiệu mang thông tin ở máy thu so sánh với năng lượng của nhiễu nhận được. Về
bản chất SNR mô hình tả chất lượng của kênh truyền dẫn. Trong miền tần số, SNR

dây các dịch vụ sau:
• Tốc độ bit thu (về phía thuê bao) lên tới gần 9 Mbit/s.
• Tốc độ bit phát (về phía mạng) lên tới 1 Mbit/s.
• Dịch vụ điện thoại thông thường phổ thông (POTS, thoại tương tự v.v..)
Tốc độ bit truyền về phía khách hàng lớn hơn nhiều lần truyền từ khách hàng đi,
do đó có thuật ngữ không đối xứng. Thoại tương tự được truyền ở tần số trong băng cơ
sở kết hợp với truyền dữ liệu thông băng qua bộ lọc thông thấp (LPF) mà thông
thường được gọi là bộ tách. Ngoài bộ tách, ADSL bao gồm một đơn vị truyền dẫn
ADSL ở phía thiết bị trung tâm (ATU-C), một mạch vòng, và một đơn vị truyền dẫn
ADSL ở xa (ATU-R). Hình III.1 : Mô hình tham chiếu ADSL
3.2 ADSL nguyên bản:
Định nghĩa khái niệm ban đầu của ADSL xuất hiện từ năm 1989, từ
J.W.Lechleider và những người khác thuộc Bellcore. Sự phát triển ADSL bắt đầu ở
trường đại học Stanford và phòng thí nghiệm AT&T Bell Lab năm 1990. Mẫu ADSL
đầu tiên xuất hiện, vào năm 1992 ở phòng thí nghiệm Bellcore, sản phẩm ADSL đầu
tiên được thử nghiệm vào năm 1995. ADSL thu hút các công việc trước kia được thực
hiện trên các modem trong băng, ISDN và HDSL.
Vào tháng 10 năm 1998, ITU thông qua bộ tiêu chuẩn ADSL cơ bản. Khuyến nghị
G922.1 chi tiết ADSL full-rate. Khuyến nghị này gần giống ANSI T1.413 phiên bản 2
với 2 điểm ngoại trừ cơ bản:
Mạch vòng nội hạt bằng
đôi dây xoắn
AUT-R
Bộ tách

kênh nén theo thời gian TCM ISDN sử dụng ở Nhật.
Khuyến nghị G.992.2 (trước đây gọi là G.lite) chỉ rõ ADSL với cách sử dụng
không có bộ phân chia POTS. G.992.2 được dựa trên G.992.1 với những điểm khác
biệt sau:
3. Dự trữ bổ sung đối với chế độ tiết kiệm nguồn tại ATU-C và ATU-R,
4. Bổ sung cơ chế cho phép khôi phục nhanh từ các trạng thái nhấc máy/đặt máy.
5. Số lượng âm giảm từ 256 đến 128
6. Số lượng bit trên âm giảm từ 15 đến 8.
Khuyến nghị G.994.1 (trước đây gọi là G.hs) mô tả thủ tục bắt tay ban đầu dựa trên
gói tin cho phép các bộ thu phát DSL đa chế độ có một chế độ hoạt động chung.
Khuyến nghị G.955.1 cung cấp tổng quan họ khuyến nghị DSL. Khuyến nghị G.966.1
mô tả phương pháp đo sự hoạt động của thiết bị DSL. Khuyến nghị G.977.1 mô tả hoạt
động của lớp vật lý, các quy định về quản lý và bảo dưỡng cho ADSL, bao gồm kênh
eoc và cơ sở quản lý thông tin (MIB).
3.3 Các khả năng của ADSL và ứng dụng :
ADSL1, ADSL2, ADSL3
Khái niệm về ADSL xuất hiện vào giữa những năm 1990. Ban đầu ADSL được
nghiên cứu ở tốc độ 1,5 Mbit/s thu và 16 kbit/s phát cho ứng dụng MPEG-1 quay số
video (VDT). Một số thành viên trong nghành công nghiệp này gọi đây là ADSL1.
Sau đó, ngày càng rõ ràng là một số ứng dụng yêu cầu tốc độ cao hơn và nhiều kỹ
thuật truyền dẫn tiên tiến hơn cho phép truyền tốc độ cao. 3 Mbit/s thu và 16 kbit/s
phát ("ADSL2") được đưa ra cho phép 2 dòng MPEG-1 đồng thời. Vào năm 1993, sự
quan tâm hướng về ADSL3 với 6 Mbit/s thu và ít nhất 64 kbit/s phát hỗ trợ video
MPEG2. Tiêu chuẩn ADSL ANSI T1.413 phiên bản 1 phát triển vượt ra khỏi khái
niệm ADSL3. Thuật ngữ ADSL1, ADSL2, và ADSL3 ít được sử dụng sau khi tiêu
chuẩn ANSI T1.413 thông qua.
RADSL
Đường dây thuê bao số tốc độ điều chỉnh (RADSL) là thuật ngữ áp dụng cho hệ
thống ADSL có khả năng xác định dung lượng truyền của mỗi mạch vòng một cách tự
động và sau đó hoạt động ở tốc độ cao nhất phù hợp với mạch vòng đó. Tiêu chuẩn
Hình III.2 Truyền dẫn hai hướng bị giới hạn ở các tần số thấp
ADSL thực hiện truyền dẫn hai hướng tại những nơi có thể: dưới tần số cắt hai
hướng. Tần số cao không thích hợp cho truyền dẫn hai hướng được sử dụng cho truyền
dẫn một hướng. Điều này cho phép tốc độ thu vượt xa tốc độ có thể ở truyền dẫn hai
hướng.
Nhiều hệ thống ADSL sử dụng kỹ thuật truyền dẫn ghép kênh theo tần số, kỹ thuật
này đặt truyền dẫn phát ở dải tần số tách khỏi dải tần thu để trách tự xuyên âm. Dải tần
bảo vệ là cần thiết giúp cho các bộ lọc ngăn tạp âm POTS (Dịch vụ điện thoại thông
thường trong chuyển mạch kênh thoại tương tự) can nhiễu vào truyền dẫn số (Hình
III.3).Một số hệ thống ADSL sử dụng kỹ thuật truyền dẫn triệt tiếng vọng ECH, nơi
dải tần phát được đặt trong dải tần thu (Xem hình III.4) Bằng cách chồng dải tần, tổng
Mức tin
Tần số
Mức tín hiệu
nhận được
Mức nhiễu
xuyên âm
nhận được
Giới hạn cho
truyền dẫn hai
hướng
Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 20 -
băng tần truyền có thể giảm. Tuy nhiên, ECH khó tránh được tự xuyên âm và khi thực
hiện cần có xử lý số phức tạp hơn. Có một số băn khoăn là liệu độ phức tạp số được
đền bù bằng cách đơn giản hoá tương tự ở đầu trước.

Băng POTS
Băng bảo vệ
Băng truyền tần
số thấp
Băng truyền tần
số cao
Mức truyền
T ần s ố
Băng POTS
Băng bảo vệ Băng truyền tần
số thấp
Băng truyền tần
số cao
Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 21 -
hoạt động tối ưu nhất từ các đặc tính liên quan tới đường dây thuê bao sử dụng. Mã
Trellis được sử dụng để giảm hiệu ứng nhiễu băng tần rộng. Các bộ cân bằng có khả
năng thích nghi chống lại nhiễu băng hẹp ví dụ như nhiễu tần số phát thanh (RFI). Mã
điều khiển lỗi hướng đi và cài xen (interleaving) ngăn chặn nhiễu xung. Interleaving
chống lại lỗi xuất hiện đột ngột bằng cách thay đổi các khối dữ liệu vì thế mà sự xuất
hiện đột ngột lỗi kéo dài dẫn đến có một số ít lỗi trong một khối dữ liệu (có thể sửa
được) thay vì một lượng lỗi lớn xảy ra trong một khối (không thể sửa được). Với độ
sâu interleaving 20 ms sẽ chống lại nhiễu đột biến có khoảng thời gian là 500 µs. Tuy
nhiên mức interleaving này gây ra trễ truyền bổ sung mà có thể làm chậm lại băng
thông của các thủ tục. Ví dụ như TCP/IP yêu cầu phải có các gói tin phúc đáp trước
khi dữ liệu tiếp theo được truyền.
3.5 Tương lai của ADSL :
ADSL sẽ được tích hợp vào hệ thống mạch vòng số DLC (Digital Loop Circuit)


- 22 -
quan tâm ở Đức và Pháp nơi dịch vụ ISDN được triển khai rộng. Cấu hình này cũng
được sử dụng để cung cấp hai mạch thoại và dữ liệu tốc độ cao trung bình.
ADSL không tách ( lọc )
Việc lắp đặt dịch vụ ADSL ở phía nhà thuê bao có thể yêu cầu thay toàn bộ đi dây
bên trong hoặc sửa đổi. Đối với cầu hình ADSL chuẩn, ADSL kết thúc ở thiết bị giao
diện mạng (NID), nơi bộ lọc thông thấp (bộ tách) tách tín hiệu trong băng thoại được
gắn với dây đỏ và dây xanh tới điện thoại và tín hiệu băng rộng được nối tới dây vàng và
dây đen nối tới modem ADSL của khách hàng. Để làm được điều này cần phải có các
thiết bị tách và sử dụng các dây vàng và đen mà không lắp đặt ở một số khách hàng
hoặc đã sử dụng cho dịch vụ thoại đường dây thứ hai. Hơn nữa trong một số trường hợp,
dây kém tiêu chuẩn được sử dụng làm ảnh hưởng tới hoạt động của ADSL (và thậm chí
ISDN). Kết quả là thường phải đi dây lại từ NID tới modem của khách hàng.
Hình III.5 Cấu hình ADSL chuẩn có bộ tách.
Cấu hình ADSL POTS có bộ tách phổ biến nhất (được chỉ ra trong hình III.5) đặt
bộ lọc thông thấp LPF cho đường dây thoại ở gần NID và bộ lọc thông cao HPF ở
trong ATU-R. Một giải pháp khác, các bộ lọc (LPF và HPF) có thể tích hợp trong
ATU-R. Sử dụng bộ lọc ở trong ATU-R có nhược điểm là có thể bị mất dịch vụ POTS
khi bỏ đi ATU-R và có thể có mức xuyên âm quá mức khi sử dụng đường đi dây hiện
có.
Khái niệm ADSL không có bộ tách có nghĩa là loại bỏ bộ lọc tách ở cuối đường
dây phía thuê bao. Nhiều thuật ngữ khác được sử dụng để mô tả khái niệm này:
ADSL lite, Consumer DSL (CDSL) hoặc ADSL phổ thông (UADSL). ADSL không

Bộ lọc ADSL có hai mục đích: (1) bộ lọc làm suy giảm nhiễu tín hiệu có thể làm
hỏng đường truyền dữ liệu ADSL và (2) bộ lọc làm suy giảm tín hiệu ADSL để tránh
nhiễu tạp âm trên đường dây điện thoại. Do trở kháng không tuyến tính của một số
điện thoại, mức năng lượng phát ADSL ở các tần số trên băng tần âm có thể điều chế
vào băng tần thoại. Tuy nhiên điều này sẽ làm giảm tốc độ dữ liệu ADSL và độ dài
mạch vòng. Lỗi bất thường dễ xảy ra khi điện thoại rung chuông và chắc chắn xảy ra
trong thời điểm ngắt chuông khi điện thoại đang rung chuông bị nhấc tổ hợp. Tiếng rít
khó chịu có thể nghe thấy được trong điện thoại.
Một giải pháp cho vấn đề này là đặt một loạt các bộ lọc thông thấp vào mỗi điện
thoại (hình III.7). Bộ lọc này thường không đắt và có các đầu nối modun cho nên bất
cứ khách hàng nào cũng có thể tự lắp đặt trong vòng vài giây. Khách hàng có thể mua
điện thoại mới "ADSL-tương thích" có các bộ lọc thông thấp có sẵn trong máy. Cấu
hình này có thể ngăn chặn nhiễu POTS làm suy giảm truyền dẫn ADSL và nhiễu
ADSL nghe thấy được ở trên điện thoại. Không cần đi dây mới ở bên trong và cũng
không cần lắp đặt các bộ lọc ở NID. Khách hàng có thể cắm ADSL modem vào bất cứ
jack điện thoại nào trên tường. Tốc độ dữ liệu ADSL ở một chừng mực nào đó thấp
hơn cấu hình ADSL tiêu chuẩn. Tốc độ dữ liệu có thể suy giảm do các nguồn nhiễu
khác và hiệu ứng tải của các bộ lọc các mẩu dây. Chất lượng truyền trong băng thoại
bị suy giảm có thể xuất phát từ nhiều bộ lọc thông thấp đặt song song với nhau. Một
trở ngại khác liên quan đến các khách hàng quên không đặt LPF trên đường dây nối tới
điện thoại của họ. Hình III.7 Cấu hình ADSL có bộ lọc thông thấp tại mỗi điện thoại
Tổng đài trung tâm

ATU-C

và các công ty máy tính.
3.6 Các kỹ thuật mã hóa đường truyền trong ADSL :
Các phương pháp điều chế CAP (Điều chế biên độ pha không sóng mang) và DMT
(Đa kênh rời rạc) là các mã đường truyền sử dụng hữu ích cho vùng tần số cao nằm
trên dải băng tần thoại. Hai phương pháp mã hoá này là rất khác nhau về phương pháp
thực hiện, do đó bộ thu phát DMT không thể tương thích với bộ thu phát CAP.
3.6.1 Mã hóa đường truyền đa kênh :
Phương pháp truyền dẫn đa kênh phân chia các đường DSL thành hàng trăm các
đường truyền nhỏ hơn, dễ truyền hơn. Tốc độ số liệu là tổng tốc độ truyền trên các
kênh nhỏ này. Phương pháp chung nhất là truyền dẫn trên các băng tần hẹp không có
hiện tượng chồng lấn. Mã hóa đường truyền đa kênh có chất lượng cao nhất và cơ bản
đã được tối ưu hóa cho kênh bị hiện tượng xuyên nhiễu. Đặc điểm chính của truyền
dẫn đa kênh là làm tương thích tín hiệu đầu vào với các đặc trưng riêng của đường dây
điện thoại. Điều này cho phép nâng cao đáng kể về cự ly và độ tin cậy, hai tham số
chính làm ảnh hưởng đến chi phí khi thiết kế hệ thống. Chính vì vậy mã truyền dẫn đa
kênh được sử dụng phổ biến trong các đường truyền DSL.
Phương thức truyền dẫn đa kênh đem lại chất lượng cao được sử dụng trong đường
truyền ADSL. Bộ cân bằng chỉ có thể hạn chế một phần hiện tượng xuyên nhiễu và
được sử dụng trong sơ đồ tách tối ưu một phần. Khi hiện tượng xuyên nhiễu trở nên
nghiêm trọng, các bộ cân bằng trở nên rất phức tạp và giảm chất lượng càng lớn so với
giá trị lý thuyết. Giải pháp sử dụng ở đây là phân chia kênh truyền dẫn thành một số
các kênh AWGN( Additive Gaussian White Noise : nhiễu trắng Gaussian cộng thêm)
nhỏ hơn. Lý thuyết này do Shannon đưa ra trong lý thuyết toán thông tin của ông
nhằm chia kênh thành một số lớn các kênh AWGN băng tần hẹp. Các kênh này thường
được tách thành các băng tần kế tiếp nhau riêng biệt và gọi là truyền dẫn đa sóng mang
hay đa tín hiệu. Nếu các kênh truyền dẫn đa tín hiệu có băng tần đủ hẹp thì xuyên
nhiễu sẽ ít hơn hoặc không có và chúng có thể được xem là kênh AWGN. Thay vì sử
dụng các bộ cân bằng phức tạp chỉ cần sử dụng các bộ tách/ghép tín hiệu tới và từ các
kênh nhỏ. Truyền dẫn đa sóng mang hiện đã được tiêu chuẩn hóa và sử dụng do việc
tạo các kênh nhỏ đơn giản khi có các bộ xử lý tín hiệu số. Bộ cân bằng các sóng mang

)/(log Γ+=
n
n
SNRb 1
2
1
2

Số bit trung bình là tổng số bit truyền trên mỗi kênh chia cho số kênh (giả thiết ở
đây là N) như sau









Γ
+=










SNR
SNRSNR
N
b 1
2
1
1
2
1
1
2
1
1
2
1
1
2
1
2
logloglog

trong đó SNR
geo
là tỷ số tín hiệu/ tạp âm về hình học hay giá trị trung bình nhân của
1+SNR/Γ.
bit/kênh
Tần số
Đôi dây xoắn
Đôi dây xoắn có TAP,AM/RF và XTALK
xtalk