ĐỒ ÁN HỆ THỐNG MẠNG
Đề tài:
KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG
NGHỆ VDSL
CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ VDSL
2.1 Giới thiệu công nghệ VDSL
Là một dịch vụ trong họ xDSL VDSL (Very high data rate DSL) cung cấp các
đường thuê bao số với tốc độ rất cao. Cũng như các dịch vụ khác trong họ xDSL
như ADSL, HDSL, SDSL… kĩ thuật VDSL được sử dụng để cung cấp các dịch vụ
băng rộng như các kênh tivi, truy nhập dữ liệu với tốc độ rất cao hội nghị qua
video, video động, truyền tổ hợp dữ liệu và tín hiệu video trên cùng một đường
dây… cho các thuê bao dân cư và kinh doanh trong lúc chưa lắp đặt được mạng
cáp quang đến tận nhà thuê bao. Hình 2.1 mô tả các khả năng cung cấp dịch vụ của
kĩ thuật VDSL.
Kĩ thuật VDSL sử dụng phương thức truyền dẫn giống như ADSL nhưng kĩ
thuật VDSL có khả năng cung cấp số liệu với tốc độ rất cao gần gấp 10 lần tốc độ
truyền dẫn của ADSL (như hình 2.2). Tốc độ truyền dẫn của VDSL ở luồng xuống
đạt tới 52 Mb/s trong chiều dài khoảng 300m, và luồng xuống đạt ở tốc độ thấp 1,5
Mb/s với chiều dài cáp 3,6km. Tốc độ luồng lên trong chế độ không đối xứng (là
phương thức mà tốc độ truyền dẫn từ phía tổng đài tới thuê bao bằng tốc độ truyền
dẫn từ thuê bao tới tổng đài) là 1,6- 2,3 Mb/s. Tốc độ luồng trong chế độ đối xứng
là 26 Mbps. Phương thức truyền dẫn không đối xứng rất phù hợp để cung cấp dịch
vụ tốc độ cao từ phía tổng đài tới thuê bao nên rất hay được sử dụng trong kĩ thuật
VDSL.
Trong VDSL cả hai kênh số liệu đều hoạt động ở tần số cao hơn tần số sử
dụng cho thoại và ISDL 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 chế độ đối xứng thì hệ thống VDSL sử
dụng kĩ thuật triệt tiếng vọng.
Công nghệ VDSL được ứng dụng trong truy cập dịch vụ băng rộng như dịch
vụ Internet tốc độ cao, các chương trình Video theo yêu cầu.

TE
Cáp quang
Mạng
Cáp đồng
o.
Hình 2.1 Khả năng cung cấp dịch vụ của kĩ thuật VDSL
Hình 2.2 So sánh công nghệ VDSL với công nghệ ADSL
Bảng 2.1 Tốc độ khoảng cách các loại VDSL
Tốc độ thu (Mbit/s) Tốc độ phát (Mbit/s) Khoảng cách (met)
52 6,4 1000- 300
26 3,2 2500- 800
26 26 1000- 300
13 13 1800- 600
13 26 3750- 1200
Để có thể hoạt động được các thiết bị VDSL phải vượt qua được suy hao
đường truyền, xuyên kênh, sự xâm nhập của sóng vô tuyến RF và các tác động
xuyên nhiễu khác.
3 6 9 12 15 18
Khoảng cách sợi dùng 0,5mm Mbit/s

50

40
Trung
tâm
chuyển
mạch
VTU-R
CPE
FEXT
Đường VDSL
đường xDSL khác
FEXT
FEXT
FEXT Hình 2.3 Viễn cảnh nhiễu với VDSL và công nghệ DSL khác trong bộ trộn CO
Hình 2.4 Viễn cảnh nhiễu với VDSL và công nghệ DSL khác trong bộ trộn khách
hàng
Hình 2.3 đôi khi được gọi là bộ trộn
(1)
CO. Trong hình 2.3, VDSL và một số

các điểm nút của mạch VDSL có thể góp phần NEXT hay là FEXT một trong hai
đi vào trong các điểm nút của kĩ thuật xDSL khác, tuỳ thuộc vào cấu hình triển
khai. Tính linh hoạt này tăng thêm luỹ thừa tự do trong mới trong nhiễu phân tích.
Tầm quan trọng phổ biến cùng tồn tại trong ADSL và VDSL. Trong cấu hình
bộ trộn, ADSL và VDSL cả hai được cung cấp từ CO và dùng chung một nhóm bộ
kết nối giữa CO và tại điểm mà VDSL được lấy ra. (VDSL phải kết thúc tại điểm
này, hay phải được định tuyến trong một nhóm kết nối khác). Để không có NEXT
tồn tại giữa những dịch vụ này tại CO, hai điều kiện sau phải được tồn tại:
 Tín hiệu VDSL chiều xuống phải không đè lên tín hiệu chiều lên ADSL (tín
hiệu VDSL chiều xuống phaie bắt đầu cao hơn 138 kHz).
 Tín hiệu ADSL chiều xuống phải không đè lên tín hiệu VDSL chiều lên
(VDSL chiều lên phải không đè lên 138 kHz tới 1,1 MHz).
 Thêm vào, tín hiệu ADSL chiều xuống có thể một nguyên nhân gây ra mức
FEXT trong tín hiệu VDSL chiều xuống trừ khi khoảng cách giữa máy phát
ADSL tại CO và bộ nhận VTU-R là nhỏ. Tương tự như vậy, FEXT từ VDSL
có thể đặt ra một vấn đề tới tín hiệu ADSL.
Để không có NEXT tồn tại giữa ADSL và VDSL trong cấu hình bộ trộn CP,
phổ tần số chiều lên và chiều xuống của các kĩ thuật tương ứng phải không đè lên
nhau. Thêm vào đó, FEXT VDSL trong tín hiệu ADSL chiều xuống phải tìm thấy,
và FEXT ADSL có thể xuất hiện trong VDSL tuỳ thuộc vào định vị của ONU.
Nhờ có chiều dài vòng lặp ngắn được hỗ trợ bởi VDSL, FEXT nhờ vậy thấp hơn
NEXT, phải có một ảnh xấu tác động trên ADSL chiều xuống.
Vì cần thiết để loại bỏ NEXT giữa hệ thống ADSL và VDSL và quả thực khả
năng FEXT có thể gây ra sự suy giảm quá trình thực hiện, phổ phân phối tới VDSL
dốc xuống trên các kênh chiều lên hay chiều xuống ADSL khi ADSL và VDSL cả
hai đều có mặt. Thêm vào đó, khi giao tiếp với những kĩ thuật khác, cấu hình định
vị của VDSL phải được đưa vào trong các trương mục để quyết định những điểm
nào ghóp phần NEXT hay FEXT tới những điểm khác.
2.2.3 Nhiễu tần số vô tuyến
Máy thu VDSL phải đối phó với vấn đề nhiễu tần số vô tuyến (RFI). Vấn đề

Hình 2.5 RFI ingress trong VDSL bởi vì một vị trí máy phát
Nhân tố tác động tới lượng ingress bao gồm công suất đầu ra của các Anten,
khoảng cách giữa các Anten và cáp xoắn đôi, quan hệ giữa hướng và đặc tính bảo
vệ của bộ nhóm kết nối, và cân xứng của bản thân đôi dây xoắn. Thường, RFI
ingress kích thích mỗi dây trong đôi dây xoắn, vì vậy tạo ra một tín hiệu ingress
theo chiều dọc đôi dây. Vì sự cân xứng của đôi dây là không lý tưởng (thường 30
dB đến 35 dB cho các băng tần cao), một số ingress rò ra trong các tín hiệu khác.
Các tín hiệu RFI ingress thường rất hẹp trong dải thông khi so sánh với tín
hiệu VDSL. Đặc điểm này là rất có ích, như ingress sẻ chỉ ảnh hưởng tới một phần
nhỏ của băng thông có thể sử dụng.
Vn khỏc l tớn hiu ingress cú th l rt ln khi so sỏnh vi tớn hiu VDSL
nhn c. Trong trng hp ny, trc ca mỏy thu tng t phi c thit k
cn thn n ni khụng bo ho. Thờm vo ú, mt s tỏc ng phi c thc
hin bin i tng t ti s (ADC) chớnh xỏc thớch hp. Vn õy l mt tớn
hiu ingress ln s trao i mỏy chuyn i, vỡ nú nú nhng bớt li ca s
chớnh xỏc trờn tớn hiu khụng giỏ tr ny thay vỡ trờn tớn hiu thu c VDSL. Vỡ
tớn hiu VDSL c lng t hoỏ vi s khụng chớnh xỏc thp hn, nhiu lng
t, hay s khụng chớnh xỏc bi vỡ quỏ trỡnh chuyn i, tng lờn, s gim sỳt cú
nh hng n tc bớt cú th t c trờn kờnh truyn. ADC phi cú kh
nng iu khin tớn hiu ingress cng nh s chớnh xỏc lng t hoỏ
tng xng tớn hiu VDSL nhn c.
Thm chớ sau lng t hoỏ, xa hn na s c lng RFI cú th cn thit
trong min s.
n gin hn thit k ca ADC, trc ca mt mỏy thu VDSL tng t


Hình 2.7 Mạch khử RFI ingress

Việc giảm ingress gần chính xác 35 dB có thể đạt được bởi phương pháp này.
Chú ý rằng nó tương đương với việc thu được hơn 5-bit chính xác trong ADC.
RFI
nguồn
D(f)
L(f)
+

+

+

-
Tín hiệu
VDSL khác
Tín hiệu VDSL
theo chiều dọc

H(F)=
D(f)
L(f)

EGRESS

EGRESS

EGRESS

vô tuyến hay các dịch vụ sóng vô tuyến, phải được hạ thấp. Thường, việc giảm 20
dB trong những khu vực này sẽ thích hợp để nhẹ những vấn đề từ egress RFI
VDSL.
2.2.4 Sóng vô tuyến băng rộng điều biên
Sóng vô tuyến băng rộng thường sử dụng cho truyền sóng vô tuyến quảng bá
qua khoảng cách dài. Tín hiệu được truyền thường bao gồm diễn văn và nhạc.
Nhiều trạm vô tuyến AM có thể cùng một lúc hoạt động trong thành phố và ảnh
hưởng lên đường dây điện thoại. AM băng rộng cho phép truyền với độ rộng tần số
trong khoảng 0,1-2,0 MHz. Tín hiệu vô tuyến AM có thể là cao hơn 20dB hoặc
hơn nữa so với tín hiệu HAM, nhưng chúng ta cần nhớ rằng cáp cân bằng thường
là tốt hơn ở tần số thấp (giảm từ 10 đến 15dB). Đồng thời, khoảng cách từ cột
anten AM cho tới đường dây thoại thường là 1 km chí ít cũng lớn hơn 10mét, và
năng lượng trải rộng gấp 4 lần dải thông (giảm 6 dB). Do vậy, tín hiệu vô tuyến
AM có nhiễu PSD khoảng từ -80dBm/Hz đến -120 dBm/Hz Máy phát có thể sử
dụng công suất rất cao lên đến 50 KW và có thể phát tới công suất lớn nhất vào
buổi tối.
Trong đặc điểm VDSL AM băng rộng được làm mô hình với một máy phát
AM với một bộ điều chế chỉ số 80%. Điều này có nghĩa rằng sóng mang không
được khử nhiễu hoàn toàn. Tín hiệu thông tin được mô hình với giới hạn băng tần
nhiễu Gauusian chừng 5 KHz. Vì vậy, tín hiệu sóng vô tuyến được phát sử dụng
một độ rộng băng chừng 10 KHz.
Loại máy phát RF mạnh mẽ loại này có thể gây ra RFI rất lớn tại miền đóng,
nhưng tại một khoảng cách lớn thích hợp RFI sẽ đủ nhỏ để được điều khiển bởi các
phương pháp thích hợp.

điện áp cảm ứng chung theo chiều dọc khoảng 11 vôn trên đường dây điện thoại.
Với độ cân bằng là 33 dB, điện áp kim loại tương ứng là 300 mV, là 0dBm công
suất trên đường dây Z
0
= 100. Các nhà khai thác HAM sử dụng băng tần số
2,5kHz liên tục với âm thanh (thoại) hoặc tín hiệu số (mã Morse, FSK), dẫn tới
nhiễu PSD xấp xỉ -34 dBm/Hz. Trên thực tế, các nhà khai thác HAM truyền ở các
mức thấp hơn hoặc có thể cách xa hơn 10m khi truyền các mức cao hơn. Tuy nhiên
điều này dẫn đến nhiễu PSDs trong khoảng từ -35 dBm/Hz đến -60 dBm/Hz. Hơn
nữa, các mức điện áp cao như vậy có thể làm bão hoà các thiết bị điện từ analog
đầu vào.
Các nhà khai thác HAM chuyển tần số sóng mang vài phút một lần và tín hiệu
truyền là 0 (điều chế SSB) khi không có tín hiệu. Vì thế, bộ thu có thể không có
khả năng dự đoán được sự xuất hiện của HAM vào.
May mắn thay, tín hiệu vô tuyến HAM là băng hẹp và vì thế các phương pháp
truyền dẫn cố gắng đánh dấu các băng tần hẹp và ít của các nhiễu này, thực chất là
để tránh nhiễu hơn là cố gắng truyền qua nó. Một số bộ thu có các bộ lọc để loại bỏ
hiệu ứng này.
2.2.6 Nhiễu xung
Nhiễu xung là xuyên âm không ổn định từ các trường điện từ tạm thời gần
đường dây điện thoại. Ví dụ về bộ phát xung là rất đa dạng như mở của tủ lạnh (mô
tơ chạy/tắt), điện áp điều khiển thang máy (các đường dây điện thoại trong các toà
nhà thường chạy theo đường giếng thang máy), và rung chuông của các máy điện
thoại trong cùng bó cáp. Mỗi hiệu ứng này là tạm thời và gây ra nhiễu xâm nhập
vào các đường dây điện thoại qua cùng một cơ chế cơ bản như nhiễu RF, nhưng
thường ở tần số thấp hơn nhiều.
Điện áp cảm ứng kim loại thường là vài mV, nhưng cũng có thể cao tới 100
mV. Các điện áp như vậy dường như là nhỏ, nhưng sự suy giảm lớn ở tần số cao
trên đôi dây xoắn có nghĩa là ở thiết bị thu xung có thể là rất lớn so với mức tín
hiệu DSL nhận được. Các điện áp ở chế độ này phổ biến gây bởi xung có thể gấp

cộn
g
(A
WG
N)
với
mứ
c –
140dBm/Hz ở đầu thu. Hình 2.10 là SNR nhận được.
Hình 2.10 SNR của tín hiệu và hệ thống
Như phân tích ở trên, nhiều loại nhiễu trên đường dây xoắn đôi như nhiễu
xung chẳng hạn là không thể lường trước được và lại biến đổi theo thời gian. Khi
đó, tỷ số SNR cũng biến đổi theo thời gian. Để tránh được nhiễu tăng ngoài ý
muốn làm cho tỷ số SNR suy giảm, hầu hết các hệ thống đều không hoạt động ở
tốc độ tối đa mà kênh truyền cho phép. Thay vào đó hệ thống hoạt động đều chưa
dự phòng nhiễu (noise margin). Như vậy, việc sử dụng dự phòng đã dự phòng cho
80

70

60

50 40

30

20

Bảng 2.3 Tốc độ modem VDSL theo ETSI
Modem Class Downstream rate (kbps) Upstream rate (kbps)
I 6

1024
12

1024
24

1024
2

1024
2

1024
4

1024
II 6

1024
12

1024
24

1024
36

Đối xứng
6,5
34
26
19
13
6,5
1,6 hay 0,8
34
26
19
13
6,5
4,3

2,3
4,3

2,3

Hình 2.11 Ví dụ về NEXT
Tần số (MHz)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

60

50

40


-140 -
150

Tần số (MHz)
Hình 2.12 SNR ở máy thu khi đưa tín hiệu vào mạch vòng và bị nhiễu tác động
Hình 2.11 Ví dụ về NEXT do 10 đường dây ADSL gây ra và nhiễu trắng
GAUSS trung bình –140dBm/Hz. Hình 2.12 SNR ở máy thu khi đưa tín hiệu –
60dBm/Hz vào mạch vòng B và bị nhiễu tác động.
Như đã nói ở trên, tín hiệu truyên trong không khí có thể ảnh hưởng đến
đường dây điên thoại làm phá huỷ tín hiệu VDSL. Ngược lại, tín hiệu VDSL trên
các đường dây điện thoại cũng làm ảnh hưởng và phá huỷ các tín hiệu vô tuyến. Vì
lí do này, cả ANSI và ETSI đều qui định các modem VDSL phải giới hạn mật độ
phổ công suất phát ở mức không lớn hơn –80dBm/Hz trong giải tần vô tuyến
nghiệp dư có trong vùng địa lí của họ. Định vị của các giải tần vô tuyến nghiệp dư
được ETSI và ANSI thừa nhận được liệt tương ứng trong các bảng 2.5 và 2.6.
Bảng 2.5 Dải tần vô tuyến nghiệp dư được ETSI thừa nhận
Tần số đầu băng
(MHz)
Tần số cuối băng (MHz)
1,810
3,500
7,000
10,100
14,100

29,700
Mật độ phổ công suất phát mô tả công suất phát của tín hiệu mang tin được
phân bố theo tần số như thế nào khi tín hiệu được đưa vào kênh truyền ở ngõ ra của
máy phát. Chẳng hạn, nếu toàn bộ công suất 10 mW được đưa vào đường dây và
máy phát năng lượng đều trong dải tần 1 MHz thì mật độ phổ công suất phát là
hằng số và bằng 10
-5
mW/Hz. Đường bao mật độ phổ công suất phát xác định mật
độ phổ công suất cực đại cho phép theo chiều tần số.