Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai

36
Chương 2:

KỸ THUẬT xDSL

2.1 Công nghệ truy xuất nội hạt tốc độ cao xDSL

2.1.1 Sự ra đời của kỹ thuật DSL

DSL (Digital Subscriber Line: đường dây thuê bao số) được sử dụng đầu tiên với
ISDN (Integrated Services Digital Network: mạng số đa dòch vụ) là mạng tiên phong
trong việc số hoá dòch vụ thoại, tích hợp với dòch vụ số liệu truyền tải từ người sử dụng
đến người sử dụng. Nhiều đặc tính tiến bộ của các phiên bản xDSL sau này được lấy từ
thực tế của ISDN DSL.
Trong những năm đầu của thập kỷ 90 thế kỷ trước nhiều nhà cung cấp đã mạnh
dạng dùng 2B1Q ở tốc độ truyền dẫn cao hơn để cung cấp các đường truyền T1 và E1
mà không dùng các trạm tiếp vận. Kỹ thuật được sử dụng là chia dòch vụ 1 544 000 bps
thành 2 cặp (4 dây), mỗi đôi dây hoạt động ở tốc độ 784 000 bps. Bằng cách chia dòch
vụ qua 2 đôi dây và tăng số bit thông tin trên mỗi tín hiệu làm cho tốc độ truyền dẫn trên
mỗi đôi dây cần phổ tần số hẹp hơn và cho phép thực hiện đường dây thuê bao dài hơn.
Kỹ thuật này gọi là đường dây thuê bao số tốc độ cao (HDSL: High-bit-rate Digital
Subscriber Line). Kết quả là HDSL trên nền tảng dòch vụ DS-1 đã có thể truyền tải qua
khoảng cách dài đến 4 000 m cho cỡ dây 24 AWG và 3 000 m cho cỡ dây 26 AWG mà
không phải bố trí các trạm tiếp vận.

HDSL E1 dựa trên 2B1Q ban đầu chia dòch vụ 2048 kbps thành 3 đôi dây
(tổng cộng là 6 dây) để cố gắng đạt được độ dài vòng thuê bao mong muốn.
Khi kỹ thuật đã được hình thành và việc thực hiện được cải tiến HDSL E1
chuyển sang sử dụng 2 đôi dây (tổng cộng là 4 dây), mỗi đôi dây hoạt động

Hình 2.1 Mô hình thay thế T1/E1 không có các trạm tiếp vận
Hình 2.2 Mô hình HSDL2 thay thế T1

Tín hiệu tần số cao hơn của AMI sẽ mau yếu hơn truyền dẫn HDSL. Vì vậy HDSL
sử dụng 2B1Q và CAP đạt được vòng thuê bao dài hơn với AMI ở đường truyền T1 và với
HDB3 ở đường truyền E1.
Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai

38

Hình 2.3 Mô hình sử dụng shdsl thay thế T1/E1
Hình 2.4 So sánh phổ tần của HDSL và T1 sử dụng AMI

Các kỹ thuật DSL mới hấp dẫn và hứa hẹn hơn nhiều. Các kỹ thuật DSL này có
tên chung là xDSL với x đại diện cho một vài chữ cái nào đó. Một số kỹ thuật xDSL cung
cấp liên lạc ở chế độ song công đối xứng (liên lạc 2 chiều cùng tốc độ) trong khi một số
kỹ thuật xDSL khác cung cấp liên lạc ở chế độ song công bất đối xứng (liên lạc 2 chiều
khác tốc độ). Các chế độ liên lạc song công bất đối xứng đặc biệt thích hợp với các dòch
vụ mới như video-on-demand (video theo yêu cầu), truy xuất trang Web vì trong các dòch
vụ này lưu lượng dữ liệu từ máy của người sử dụng đưa về nhà cung cấp dòch vụ bao giờ
cũng nhỏ hơn nhiều so với lưu lượng theo chiều ngược lại: từ nhà cung cấp dòch vụ đến
máy của người sử dụng. Bảng 2.1 liệt kê các dạng xDSL.

Kỹ thuật xDSL Đặng Quốc Anh


Song công

Song công

Mạng cung cấp T1/E1,
truy xuất WAN, LAN, truy
xuất server
SDSL Single-line Digital
Subscriber Line
1,544 kbps
2,048 kbps
Song công
Song công
Như HDSL nhưng thêm
phần truy xuất đối xứng
ADSL Asymmetric Digital
Subscriber Line
1,5 đến 9 Mbps
16 đến 640 kbps
Downstream
Upstream
Truy xuất Internet, video
demand, interactive
multimedia, truy xuất
LAN từ xa
VDSL
e)g)
Very high rate Digital
Subscriber Line

có tốc độ truyền ngang ngửa với HDSL. SDSL cung cấp truyền tải 768kbps và vì HDSL2
thực hiện được tất cả các chức năng truyền tải của SDSL và còn tốt hơn nên về sau
SDSL sẽ bò thay thế bởi HDSL2.
ADSL khắc phục nhược điểm cự ly thông tin ngắn của SDSL do truyền tải song
công đối xứng bằng cách thực hiện truyền song công bất đối xứng thích hợp với các dòch
vụ dải rộng ngày nay và đưa cự ly thông tin lên đến 6000m.VDSL là thành viên mới nhất
của họ xDSL với tốc độ truyền tải nhanh nhất và cự ly truyền tải trên cáp đồng lên đến
1500m phục vụ chủ yếu cho ATM.

2.1.2 Vòng thuê bao DSL

Với công nghệ DSL đường dây cáp đồng xoắn đôi vẫn như cũ nhưng lắp thêm một
số thiết bò cho phép nhà cung cấp dòch vụ thực hiện dòch vụ thoại và dữ liệu tốc độ cao. Ở
phía thuê bao thoại được phát qua tín hiệu điện thoại tương tự vào vòng thuê bao cáp
đồng. Số liệu cũng được truyền tải trên cùng đường dây với thoại nhưng phải qua một bộ
modem DSL phát số liệu qua tín hiệu số dung lượng lớn tần số cao. Những tín hiệu này
được gởi từ thuê bao cho tổng đài nội hạt.
Ở tổng đài nội hạt tín hiệu được chuyển sang cho một bộ tách tín hiệu (splitter) và
một hệ thống quản lý vòng thuê bao (local-loop management system) đến bộ ghép truy
xuất đường dây thuê bao số (DSLAM: Digital Subscriber Line Access Multiplexer). Bộ
tách tín hiệu lọc tín hiệu điện thoại tiêu chuẩn và chuyển cho bộ chuyển mạch thoại còn
tín hiệu số dung lượng lớn được đưa đến bộ DSLAM để nhận biết, ghép tín hiệu từ nhiều
đường dây thuê bao khác nhau. Hệ thống quản lý vòng thuê bao có thể nằm trước hoặc
sau bộ tách tín hiệu có chức năng kiểm tra dòch vụ điện thoại thuần tuý (POTS: Plain Old
Telephone Service) và kiểm tra tín hiệu số dung lượng lớn để trợ giúp cài đặt dòch vụ,
bảo dưỡng và sửa chữa.
Từ DSLAM, dữ liệu số được đưa qua một bộ đònh tuyến (router) để chuyển đến
mạng Internet.

Hình 2.6 Vòng thuê bao DSL

truyền dẫn kênh thoại tương tự 3400Hz. Ví dụ: điện thoại, MODEM quay số, MODEM fax,
đều được giới hạn truyền dẫn trên đường dây điện thoại với phổ tần số từ 0 Hz đến
3400Hz. Tốc độ thông tin cao nhất có thể đạt được trong phổ tần số 3400Hz là 35kbps
và thực tế đã đạt được 33,6 kbps.
Vậy làm cách nào công nghệ DSL có thể đạt được tốc độ thông tin hàng triêäu bit
mỗi giây trên cùng một môi trường truyền dẫn cáp đồng như vậy. Câu trả lời thật đơn
giản: loại bỏ giới hạn 3400Hz! DSL cũng như T1 và E1 trước đó sử dụng tầm tần số rộng
hơn kênh thoại. Ứng dụng như vậy đòi hỏi truyền dẫn thông tin trên một tầm tần số rộng
Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai

42
từ một đầu dây tới thiết bò thu ở đầu bên kia. Có 3 vấn đề nảy sinh khi ta loại bỏ giới hạn
3400Hz và đột ngột tăng cao tốc độ thông tin trên cáp đồng:
- Suy hao (attenuation): là tiêu tán năng lượng của tín hiệu truyền dẫn trên
đường dây. Việc đi dây trong nhà cũng góp phần làm suy hao tín hiệu.
- Bridged tap: Các đoạn dây kéo dài không có kết thúc của vòng thuê bao
gây ra thêm mất mát một số tần số xung quanh giá trò tần số có một phần
tư bước sóng bằng độ dài đoạn kéo thêm.
- Xuyên kênh (crosstalk): xuyên kênh giữa hai đôi dây trong một bó cáp gây
ra bởi năng lượng điện mang theo trong mỗi đôi dây.
Người ta thường so sánh truyền dẫn tín hiệu điện với lái xe hơi. Tốc độ xe hơi càng
nhanh càng tốn nhiều nhiên liệu và càng mau phải đổ xăng. Với tín hiệu điện truyền trên
cáp đồng thì sử dụng tần số càng cao sẽ càng làm giảm cự ly thông tin. Điều này là do
tín hiệu tần số cao truyền qua cáp kim loại suy hao nhanh hơn tín hiệu tần số thấp. Một
phương pháp để tối thiểu hoá suy hao là sử dụng dây trở kháng thấp. Dây cỡ lớn có trở
kháng nhỏ hơn dây cỡ nhỏ nên làm suy hao tín hiệu ít hơn và tín hiệu có thể truyền được
đến khoảng cách lớn hơn. Dó nhiên sử dụng dây cỡ lớn sẽ làm tăng nhanh chi phí cho
mạng cáp tính trung bình trên từng metre dây. Vì vậy các công ty khai thác điện thoại
thiết kế mạng cáp sử dụng cỡ dây nhỏ nhất có thể được cho dòch vụ truyền tải.


43
cách điện được bó với nhau thành một chão cáp. Các hệ thống kế cận trong một chão
cáp phát hoặc thu thông tin trong cùng một tầm tần số có thể tạo ra nhiễu xuyên kênh
đáng kể. Đó là do tín hiệu xuyên kênh cảm kháng kết hợp với tín hiệu truyền trên đường
dây. Kết quả là dạng sóng có hình dáng khác xa với dạng sóng được truyền đi.
Xuyên kênh có thể phân thành 2 loại:
- Xuyên kênh đầu gần (NEXT: Near End Crosstalk) là đáng kể nhất do tín
hiệu năng lượng lớn từ các mạch kế cận có thể cảm ứng tạo ra xuyên kênh
tương đối mạnh lên tín hiệu nguyên thủy.
- Xuyên kênh đầu xa (FEXT: Far End Crosstalk) thường nhỏ hơn nhiều so
với xuyên kênh đầu gần vì tín hiệu đầu xa bò suy hao khi nó chạy trên vòng
thuê bao. Hình 2.8 Mô hình khái niệm NEXT/FEXT

Xuyên kênh là yếu tố rất quan trọng trong việc thực hiện nhiều hệ thống. Vì vậy,
việc thực hiện hệ thống DSL thường được nói đến kèm theo sự hiện diện của các hệ
thống khác có khả năng tạo ra xuyên kênh. Chẳng hạn, độ dài tối đa của vòng thuê bao
của một hệ thống DSL có thể được nói đến kèm theo sự hiện diện của 49 tác nhân gây
nhiễu ISDN hay 24 tác nhân gây nhiễu HDSL nghóa là DSL đang sử dụng nằm trong một
bó cáp 50 đôi có 49 đôi dây ISDN hoặc 24 mạch 4 dây HDSL. Vì vậy, các tham số thực
hiện sẽ còn có tác dụng trong một thời gian dài.

Phát và thu thông tin trên cùng một phổ tần số sẽ tự tạo ra nhiễu trong
chính một vòng thuê bao. Nhiễu này khác với xuyên kênh vì dạng sóng ở
phát đã được máy thu cùng đầu dây biết trước và có thể được loại trừ một
cách hiệu quả từ tín hiệu thu đã bò suy hao. Phương pháp loại trừ thành
phần sóng phát gọi là triệt tiếng dội (echo cancellation).


chồng chập tín hiệu thu và phát làm giảm chiều dài tối đa của vòng thuê bao.
Trong nhiều trường hợp suy hao là yếu tố chính khi thực hiện còn trong các trường
hợp khác xuyên kênh lại là nhân tố ảnh hưởng chính. Vì vậy việc vận dụng tối ưu thay đổi
tuỳ theo môi trường làm việc. Trong môi trường có các hệ thống giới hạn xuyên kênh đầu
gần thì hệ thống triệt tiếng dội tỏ ra tốt hơn còn trong môi trường mà xuyên kênh đầu gần
lấn át thì hệ thống FDM thực hiện tốt hơn.
Hình 2.9 Đặc tính phổ tần của hệ thống tín hiệu triệt tiếng dội EC
so với hệ thống tín hiệu ghép phân tần FDM

Một cách để quản lý chắc chắn xuyên kênh là đầu tiên phải khảo sát các dòch vụ
được sử dụng trong cùng một bó cáp và tránh việc những dòch vụ này tạo ra xuyên kênh.
Ví dụ: phổ của đường truyền T1 AMI hay đường truyền E1 HDB3 ảnh hưởng xuyên kênh
đến hầu hết các đường dây DSL. Do vậy, hầu hết các nhà cung cấp dòch vụ theo một
quy tắc là không cho phép sử dụng các dòch vụ T1 hay E1 trong cùng một bó cáp với các
đường dây DSL. Trong một cố gắng để kích thích sự cạnh tranh trên thò trường FCC đã tổ
chức một hội nghò bàn tròn về quản lý phổ (Spectrum management) vào tháng 10 năm
1998 để đạt được tiêu chuẩn công nghiệp cho phép các nhà cung cấp dòch vụ khác nhau
cùng chia nhau mạng cáp với các sản phẩm cạnh tranh. Kết quả của hội nghò bàn tròn là
uỷ ban ANSI T1E1.4 (ANSI: American National Standardization Institute) được yêu cầu
phát triển một tiêu chuẩn quản lý phổ vì những kinh nghiệm của họ trong lónh vực tiêu
chuẩn hoá công nghệ thuê bao nội hạt. Tiến trình vẫn rất chậm chạp do phải đạt được
quan hệ cân bằng giữa các tổ chức quản lý mạng và các nhà cung cấp dòch vụ. Tuy
nhiên người ta mong đợi thỏa thuận sẽ đạt được một thời gian ngắn sắp tới với sự thông
Kỹ thuật xDSL Đặng Quốc Anh

45
qua của FCC về những vấn đề cơ bản của tiêu chuẩn trong tương lai. Nền công nghiệp

dòch vụ dữ liệu số tốc độ thấp dựa trên kỹ thuật MODEM truyền thống tích hợp rất tốt với
mạng điện thoại đơn thuần vì các hệ thống chuyển mạch điện thoại đã được tính đến
Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai

46
trong các giải pháp truyền số liệu này. Trong khi đó, các dòch vụ tốc độ cao phải được
cấu hình trong một mạng chuyên biệt hoàn toàn tránh các hệ thống chuyển mạch điện
thoại. Khái niệm này sẽ được mở rộng khi ta khảo sát các cấu hình riêng của DSL. Khi sử
dụng công nghệ DSL trên vòng thuê bao sẽ cho phép thực hiện dòch vụ truy nhập tốc độ
cao không cần bố trí các trạm tiếp vận. Khi sử dụng các dòch vụ dựa trên DSL dữ liệu
nhận được ở tổng đài nội hạt đi vòng qua hệ thống chuyển mạch điện thoại và được tập
trung, chuyển sang mạng liên đài. Như chúng ta sẽ thấy ở phần sau, một bộ DSLAM
được sử dụng để tập hợp các kênh số liệu trước khi chuyển đi. Hơn nữa, ta sẽ thấy cách
DSLAM sử dụng công nghệ ghép gói và tế bào vào TDM làm cho hiệu quả tốc độ tăng
cao.
Hình vẽ 2.11 minh hoạ một sơ đồ điển hình của mạng DSL. Mạng cần phải thiết
lập một vài loại thiết bò mạng số liệu để thực hiện các dòch vụ số liệu tốc độ cao. Hình vẽ
cũng cho thấy một DSLAM đa dòch vụ được bố trí ở tổng đài nội hạt và một điểm kết thúc
DSL được lắp đặt ở văn phòng hoặc nhà riêng của thuê bao. Thường các điểm kết thúc
DSL là các bộ MODEM, các bộ đònh tuyến (router) hay các thiết bò truy xuất tích hợp
(IAD: Integrated Access Device) có khả năng chấp nhận cả thoại và số liệu. Tốc độ
truyền dẫn có thể lên đến 8 Mbps hoặc hơn nữa tùy thuộc vào một số yếu tố bao gồm cả
thiết bò, độ dài vòng thuê bao và tình trạng chất lượng vòng thuê bao. Hình 2.11 Sơ đồ điển hình dòch vụ dựa trên DSL

Thành phần này cung cấp giao tiếp truyền dẫn chính cho hệ thống DSLAM. Thiết
bò này có thể cung cấp các giao tiếp cụ thể như T1/E1, T3/E3, OC-1, OC-3, OC-12, STS-
1 và STS-3.

dụng dùng để kết nối người sử dụng dòch vụ với vòng thuê bao DSL. Kết nối kết thúc
DSL thường là 10Base-T, V.35, ATM hay T1/E1. Các sản phẩm đời mới của người sử
dụng cũng hỗ trợ các phương pháp giao tiếp internal khác như USB, IEEE 1394 hay PCI.
Thêm vào đó thiết bò kết thúc DSL tại CPE (Customer Premises Equipment: thiết bò tài
sản khách hàng) đang được phát triển với các cổng được thiết kế hỗ trợ cho từng ứng
dụng riêng biệt như cổng RJ11 dành cho dòch vụ thoại, cổng video dành cho dòch vụ
video dựa trên DSL và các giao tiếp mạng mới như Home PNA (Home Phoneline
Networking Alliance) hay các giao tiếp mạng như Ethernet vô tuyến 802.11. Các thiết bò
kết thúc DSL của tài sản khách hàng có một số cấu hình khác nhau tùy thuộc vào dòch
vụ cụ thể được cung cấp. Ngoài việc cung cấp chức năng cơ bản của một MODEM DSL
nhiều thiết bò kết thúc còn có thêm một số chức năng như đònh tuyến, ghép kênh TDM
hay ghép kênh ATM.
Các thiết bò DSL endpoint phải có các đặc tính sau:
- có khả năng cung cấp thống kê quản lý lớp 1, lớp 2 như tỷ số SNR chẳng
hạn,
- có khả năng cung cấp thống kê MIB lớp 3 như đếm gói chẳng hạn,
- phải hoàn toàn quản lý được từ phía các nhà cung cấp dòch vụ mà không
cần cử nhân viên đến tận nơi,
- hỗ trợ thực hiện giám sát trực tiếp để nhanh chóng dò sai hỏng, cách ly và
thực hiện sửa chữa,
- có khả năng tải từ xa các phần mềm nâng cấp,
- giao tiếp tốt với các thiết bò của hãng khai thác trung gian như thiết bò truy
xuất tích hợp IAD chẳng hạn.
Các thiết bò kết thúc đònh tuyến đem lại sự mềm dẻo cho IP từ vò trí khách hàng.
Với một thiết bò kết thúc IP-aware có thể tạo ra và duy trì được các mạng nội bộ, cho
phép phân đoạn hiệu quả các LAN từ xa cũng như việc nhận dạng dòng dữ liệu
downstream là multicast hay unicast. Vùng đa dòch vụ cũng có thể được các người sử
dụng LAN từ xa tận dụng cùng lúc. Vùng đa dòch vụ trở nên quan trọng khi ta có một
nhóm lớn các người sử dụng cần truy nhập các nhà cung cấp dòch vụ khác nhau. Các bộ
Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai

xuyên kênh. Ưu điểm của phương pháp này là trong khi các bộ tách dòch vụ POTS truyền
thống được người lắp đặt của các công ty cung cấp dòch vụ lắp ở thiết bò giao tiếp mạng
(NID: Network Interface Device) thì các bộ microfilter được người sử dụng tự gắn dễ dàng
khỏi phải gọi cho công ty cung cấp đến lắp đặt. Với các loại dòch vụ dựa trên DSL thực
hiện qua các kết nối điện thoại đơn thuần POTS thì đây là chọn lựa quan trọng nhất khi
lắp đặt.
Trong khi các sản phẩm dựa trên RADSL cung cấp khả năng
tách tần số các đường thoại đơn thuần POTS khỏi dòch vụ số
liệu phổ tần dải thì một vài kỹ thuật không sử dụng bộ tách
dòch vụ mới hơn như ReachDSL và G.lite đều cung cấp giải
pháp trộn dòch vụ số với POTS dải nền mà vẫn bảo đảm cho tất
cả các thành phần lưu lượng. Hơn nữa, một vài kỹ thuật không
sử dụng bộ tách dòch vụ POTS đã đưa ra việc dò động các
trạng thái nhấc, gác máy gọi là “fast retrain”. Khi nhấc máy
những sản phẩm này tự động dòch tần số và giảm phần tần số
thấp hơn của tín hiệu số để loại nhiễu tín hiệu âm tần và khi
gác máy trở lại tín hiệu số lại tự động chuyển dòch về phía tần
số thấp để cung cấp dòch vụ với tốc độ cao nhất có thể có
được.
Kỹ thuật xDSL Đặng Quốc Anh

49
Các hệ thống DSLAM thế hệ thứ nhất và thứ hai căn bản là các hệ thống dòch vụ
dữ liệu Internet thực hiện nhiệm vụ tập hợp nhiều kết nối DSL bằng cách sử dụng PPP
(Point to point protocol: nghi thức điểm nối điểm) và các mạch ảo thường trực ATM để kết
nối các người sử dụng với nhà cung cấp Internet. Phương pháp này tỏ ra thích hợp cho
việc tập trung đơn giản các dòch vụ với nổ lực lớn nhất nhưng lại cồng kềnh và bất khả thi
khi nhà cung cấp dòch vụ cố gắng đem lại cho khách hàng đa dòch vụ và nhiều mức chất
lượng dòch vụ khác nhau. Khách hàng sử dụng DSLAM thế hệ thứ nhất về cơ bản bò giới
hạn ở một mức chất lượng trên các kết nối PVC (Permanent Virtual Circuit). Mô hình đa

ngữ SDSL được dùng rộng rãi hơn và nó dùng để nói đến các dòch vụ đối xứng với tốc độ
khác nhau trên một đôi dây. Về nguyên lý, sự chuyển từ 4 dây sang 2 dây chỉ là độ dài
vòng. Bằng cách chia thông tin trên 2 đôi dây, các hệ thống HDSL có thể hoạt động trên
tần số thấp hơn SDSL, kết quả là độ dài vòng thuê bao lớn hơn. Tuy nhiên trên thò trường
độ dài vòng thuê bao SDSL T1 đạt được xấp xỉ 3,3 Km trong khi HDSL cũng chỉ khoảng
3,6 Km với cùng cỡ dây 24 AWG là sự khác biệt không đáng kể. Trong khi đó các đường
dây SDSL cung cấp dòch vụ T1/E1 chỉ với một đôi dây là một khác biệt đáng chú ý.
Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai

50
Mặc dù HDSL và SDSL đã được đưa vào sử dụng hàng loạt người ta vẫn không
ngừng nghiên cứu và phát triển các mã đường dây mới cho đường dây DSL đối xứng. Có
2 kỹ thuật DSL đối xứng đã được tung ra thò trường:
- G.shdsl: là một tiêu chuẩn mới của SDSL. Tiêu chuẩn này đưa ra tốc độ
truyền số liệu từ 192 kbps đến 2,3 Mbps với độ dài vòng thuê bao tối đa
hơn SDSL 30% và cải thiện tính tương hợp phổ với các phiên bản DSL
khác trong mạng.
- HDSL2: là tiêu chuẩn của ANSI để thay thế HDSL. HDSL2 cũng đưa ra tốc
độ truyền số liệu 1544 kbps như giải pháp HDSL 4 dây truyền thống nhưng
với ưu điểm chỉ sử dụng một đôi dây cáp đồng cộng với ưu điểm là giải
pháp được tiêu chuẩn hoá cho nhiều nhà cung cấp thiết bò. HDSL2 chỉ sử
dụng trong khu vực Bắc Mỹ nên một số nhà cung cấp vẫn xây dựng thiết bò
dựa trên đặc tính G.shdsl. Hình 2.12 So sánh tốc độ đường truyền giữa HDSL/SDSL với HDSL2/SDSL2

Việc kéo dài cực đại vòng thuê bao với các loại mã đường dây khác nhau đã làm
phát sinh nghiên cứu về đặc tính của bản thân mạng nội hạt. Nghiên cứu này cho thấy
rằng có thể phát tín hiệu từ tổng đài đến thuê bao qua được khoảng cách lớn hơn chiều
Hình 2.13 Đặc tính phổ tần tín hiệu CAP và DMT

Vào cuối năm 1992, 3 loại mã đường dây có khả năng nhất trong việc cung cấp
cho các dòch vụ video tốc độ cao xuất hiện là:
- QAM: Quadrature Amplitude and Phase Modulation, một loại mã đường
dây dùng trong kỹ thuật MODEM từ 20 năm qua.
- CAP lúc đầu được đưa ra cho HDSL và thực ra là một biến thể của QAM.
- DMT: Discrete MultiTone là kỹ thuật đường dây được AT&T Bell Labs đăng
ký bản quyền (nhưng không sử dụng) từ hơn 20 năm nay.
Không giống như 2B1Q sử dụng kỹ thuật tín hiệu dải nền (baseband) phát tín hiệu
gồm cả tần số 0 Hz (tín hiệu một chiều) các loại mã đường dây sử dụng dải thông dải
(passband) và có thể được thiết kế để hoạt động trên bất kỳ tầm tần số nào. ADSL ngay
từ đầu đã được thiết kế cho dòch vụ dân dụng nên cần tồn tại độc lập với dòch vụ điện
thoại thuần túy. Vì vậy, thuộc tính dải tần của ADSL phải được tận dụng để tách (hay
ghép phân tần FDM) với POTS (Plain Old Telephone Service), kênh thông tin upstream
từ người sử dụng dòch vụ tới mạng và kênh thông tin downstream từ mạng tới người sử
dụng dòch vụ. Ngoài kỹ thuật FDM một vài công nghệ DSL bao gồm cả DMT được thiết
kế cung cấp kỹ thuật triệt tiếng dội cho các kênh upstream và downstream để tối thiểu
hoá việc sử dụng tần số cao và tối ưu hoá độ dài vòng thuê bao. Tuy nhiên việc sử dụng
các hệ thống triệt tiếng dội này sẽ giảm khi số dòch vụ cùng loại trong một bó cáp ngày
càng tăng.
Vào năm 1992 và đầu năm 1993 nhóm làm việc ANSI T1E1.4 (ANSI T1E1.4
Working Group) chọn một loại mã đường dây đơn cho tiêu chuẩn ADSL Video Dial Tone.
Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai

52
Nhóm làm việc tập trung vào các dòch vụ video khác nhau từ video ghi sẵn nén sẵn (pre-
recorded, pre-compressed) MPEG-1 (Motion Picture Experts Group) cho đến hệ thống

Kỹ thuật xDSL Đặng Quốc Anh

53
Windows Media đã trở nên ngày càng phổ biến và đa dạng. Sử dụng các sơ đồ mã hoá
như tiêu chuẩn công nghiệp MPEG-2 hay mới hơn cho phép nén video càng tốt hơn và
video dựa trên IP tiếp tục là một ứng dụng đứng vững với DSL.
Khi ứng dụng là video đồng bộ bit đường dây DSL phải hoạt động ở tốc độ cố
đònh. Tuy nhiên dữ liệu lại hoạt động ở một tầm tốc độ rộng hơn. Tác động duy nhất là
tốc độ càng chậm sẽ càng mất nhiều thời gian vận chuyển các file lớn. Vì vậy, với ứng
dụng số liệu ta có thể tuỳ chọn giảm tốc độ đường dây để cho phép dòch vụ được cung
cấp cho các đường dây thuê bao dài hơn. Cả CAP và DMT đều được sửa đổi để tối ưu
hoá dòch vụ dựa trên cơ sở từng vòng thuê bao và ứng dụng này gọi là đường dây thuê
bao số thích ứng tốc độ (RADSL: Rate Adaptive Digital Subscriber Line). Công nghệ
RADSL cung cấp tuỳ chọn cho phép máy thu, phát bắt đầu bằng cách tăng dần tốc độ
đường dây đến tốc độ tối đa có thể đạt được mà vẫn tin cậy trên một đường dây cụ thể.
Trong khi đặc tính này ban đầu được thiết kế để đơn giản hoá việc lắp đặt dòch vụ thì nó
cũng giúp các nhà cung cấp dòch vụ một tuỳ chọn giảm bớt mức độ dòch vụ khi chất
lượng vòng thuê bao giảm. Ngày nay có nhiều công nghệ DSL khác cũng cung cấp tốc
độ biến đổi và các nhà cung cấp dòch vụ sử dụng chức năng thay đổi tốc độ để kiểm tra
mức độ chấp nhận đối với các dòch vụ khác nhau. Hình 2.15 ADSL không có bộ lọc microfilter

Như vậy, công nghệ thông tin đã phát triển vượt bậc kể từ khi tiêu chuẩn ADSL
dành cho Video Dial Tone ra đời vào năm 1993. Nhóm làm việc T1E1 của ANSI đã thiết
lập tiêu chuẩn RADSL gọi là ANSI TR59. FCC cũng có một trích dẫn đặc biệt nêu
RADSL là một công nghệ tương hợp phổ cho thoại và các công nghệ DSL khác trong
cùng một vòng thuê bao.
Sự tiến công của các nhà cung cấp dòch vụ mới chắc chắn sẽ đem lại những biến


Tuy nhiên nhiều lắp đặt G.lite cho thấy hoạt động có hiệu quả hơn và tin cậy
hơn khi được lắp các bộ microfilter, một thiết bò chặn tất cả các tín hiệu tần
số cao cho tất cả các đường dây điện thoại khác trong CPE. Những bộ
microfilter này cũng cho thấy hiệu quả trong các lắp đặt ADSL tốc độ đầy
đủ làm cho nhu cầu G.lite bò hạn chế do ADSL tốc độ đầy đủ cũng có ưu
điểm này mà lại cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn Hình 2.16ADSL với bộ lọc microfilter

Kỹ thuật xDSL Đặng Quốc Anh

55
ReachDSL là công nghệ DSL đối xứng đáp ứng nhu cầu của thuê bao về đường
dây DSL tốc độ cao ở các khoảng cách xa. Để bổ sung cho công nghệ ADSL tiêu chuẩn
(DMT hay G.lite), các sản phẩm ReachDSL cung cấp tốc độ dữ liệu từ 128 kbps đến 1
Mbps và được thiết kế để làm việc với điều kiện đường dây và đi dây trong nhà dễ dãi
hơn. Một trong các lợi ích của ReachDSL là không cần phải lắp đặt các bộ tách dòch vụ
thoại đơn thuần POTS. Điều này cho phép khách hàng hoàn toàn có thể tự lắp đặt các
bộ microfilter.
Khác với các hệ thống ADSL có độ dài vòng thuê bao giới hạn trong khoảng 6 Km
kể từ tổng đài, các hệ thống ReachDSL mở rộng dòch vụ đến hơn 6 500 m và hiện nay đã
có các đường dây vượt quá 10 Km.

Bảng 2.2 Tốc độ các hệ thống VDSL

Reach Downstream data rate Upstream data stream
300 m 52 Mbps 6.4 Mbps
300 m 26 Mbps 26 Mbps

DSLAM được nuôi bằng các đường cáp quang. Tốc độ cao của VDSL mở ra một cơ hội
cho các nhà cung cấp dòch vụ đưa ra thế hệ dòch vụ mới của DSL, với video trở thành
dòch vụ cơ sở. Ở tốc độ 52 Mbps một đường dây VDSL có thể cung cấp nhiều kênh video
MPEG-2 chất lượng cao và ngay cả một hay một vài kênh truyền hình độ nét cao (HDTV:
High Definition Television). Nhiều nhà cung cấp dòch vụ đã bắt đầu thử nghiệm các hệ
thống VDSL cung cấp những dòch vụ này với đầu bên phía thuê bao của VDSL dạng như
một máy truyền hình cáp cùng đồng thời với các dòch vụ dữ liệu từ máy tính cá nhân.
Giả thiết cơ bản của DSL là trở thành một công nghệ vòng thuê bao mà các thiết
bò tương thích được bố trí ở 2 đầu vòng thuê bao cáp đồng đã bảo đảm cho nhiều công
nghệ DSL mới sẽ được đưa ra theo thời gian. Mục tiêu chiến lược của các nhà cung cấp
dòch vụ là bảo đảm sự chọn lựa một mô hình hay một công nghệ DSL nào đó cho dòch vụ
ngày nay sẽ không giới hạn khả năng theo kòp các công nghệ mới trong tương lai. Như
vậy là có nhiều dạng DSL để có thể chọn lựa. Sự lựa chọn một công nghệ và bỏ qua các
công nghệ khác là phụ thuộc vào một loạt các yếu tố từ loại dòch vụ, dạng chủ yếu của
mạng hiện tại, dự đònh của khách hàng về các dòch vụ trong tương lai. Hình vẽ 2.9 và
bảng 2.1 sau sẽ minh hoạ tổng kết về các phiên bản của công nghệ DSL đã được đề
cập.

2.3 HDSL

2.3.1 Những vấn đề tồn tại với các đường truyền T1/E1

Dù rất phổ biến đối với nhà cung cấp dòch vụ cũng như người sử dụng các đường
truyền T1/E1 vẫn có nhiều nhược điểm, thực sự là kết quả của thời đại kỹ thuật sinh ra
nó. Tuy đã có nhiều cải tiến kỹ thuật đã được thực hiện qua nhiều năm các đường truyền
T1/E1 vẫn còn nhiều dấu ấn của nền kỹ thuật của những năm 1980 và thậm chí của
những năm 1960.
Nhiều hạn chế tập trung vào các trạm tiếp vận (repeater). Trong hầu hết các lắp
đặt T1/E1 đều sử dụng các trạm tiếp vận đặt cách nhau khoảng đều đặn 1 km để phục
hồi tín hiệu do kỹ thuật điện tử thời đó không đủ để phục hồi các tín hiệu yếu ở đầu thu.

triết lý này các bộ MODEM tương tự đã có những tiến bộ vào khoảng năm 1982 trong
việc nâng cao tốc độ truyền với điều kiện đường dây cho trước. Người ta đã áp dụng tiến
bộ của các đường truyền T1/E1 và cho kết quả là một phiên bản của DSL: High bit rate
DSL (HDSL). HDSL không cần phải có các trạm tiếp vận hay các điều kiện đặc biệt cho
đường dây. Ngay cả một số nhánh rẽ cũng có thể tồn tại trong các liên kết HDSL với số
lượng không quá 2 và độ dài cũng phải bò giới hạn. Điều hấp dẫn của HDSL là giá thành
hạ và HDSL làm cáp đồng có vẻ như cáp quang trong chừng mực độ tin cậy và tỷ số sai
bit khá hơn cáp đồng trong T1/E1 nhiều.

2.3.3 Mô hình chuâån và chức năng

Ở giao diện ứng dụng (I) dòng dữ liệu được nhóm thành các khung ứng dụng
(application frame – ví dụ, khung 32 khe thời gian sơ cấp). Sau đó, chức năng sắp xếp
(mapping function, một phần của khối chức năng M) đem các khung ứng dụng này sắp
xếp vào khung lõi (core frame – trong một vài ứng dụng không phải tất cả các byte
đều chứa thông tin hợp lệ và có thể được xếp thành mẫu trống). Kế tiếp, khung lõi được
đem sang khối mạch chung (C: common circuitry) để kết hợp với các bit đồng bộ, bảo
dưỡng, … để được truyền thành các khung HDSL trong suốt qua các DLL. Ở máy thu
HDSL dữ liệu trong các khung HDSL được ghép lại ở khối mạch chung để hình thành lại
khung lõi và chuyển sang khối sắp xếp để xếp lại thành khung ứng dụng và truyền qua
giao diện ứng dụng (I). Hình 4.3 minh hoạ tổng quát về các thủ tục hình thành các loại
khung.
Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai

58
Hình 2.18 Mô hình đơn giản tầng truy nhập số sử dụng công nghệ HDSL Hình 2.19 Mô hình chi tiết tầng truy nhập số sử dụng công nghệ HDSL


độ số liệu trên mỗi dây là 1168 kbps sử dụng mã đường dây 2B1Q. Khi sử dụng 1 đôi
dây thì tốc độ truyền số liệu là 2320 kbps và sử dụng mã đường dây 2B1Q.
- hệ thống 3 đôi dây có tốc độ tín hiệu là 392 kbaud ± 32ppm
- hệ thống 2 đôi dây có tốc độ tín hiệu là 584 kbaud ± 32ppm
- hệ thống 1 đôi dây có tốc độ tín hiệu là 1160 kbaud ± 32ppm
Mã đường dây được sử dụng là 2B1Q. Trước khi được truyền đi mỗi dòng bit trong các
máy phát HDSL ngoại trừ các bit trong từ đồng bộ có mẫu cố đònh sẽ được nhóm thành
các nhóm 2 bit để chuyển thành một ký hiệu tứ phân như được xác đònh trong bảng 4.3.
Ở máy thu HDSL thực hiện quá trình ngược lại
Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai

60
Bảng 2.3 Đặc tính cáp Hình 2.22 Sơ đồ chức năng của phương pháp triệt tiếng dội

Bảng 2.4 Mã hoá 2B1Q

Bit đầu tiên
(dấu)
Bit thứ hai
(biên độ)
Ký hiệu
tứ phân
1 0 + 3
1 1 + 1
0 1 - 1
0 0 - 3