Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai 150 Chương 5: TRIỂN KHAI ADSL 5.1 Tương tác của thiết bò đầu cuối trên các hệ thống DSL 5.1.1 Tín hiệu ngoài dải Trường hợp POTS thông thường kết nối trực tiếp: Đây là trường hợp phổ biến khi chưa có triển khai công nghệ DSL. Có thể có khả năng các thiết bò đầu cuối POTS phát ra tín hiệu ở dải tần trên 200 kHz làm ảnh hưởng đến hoạt động của DSL trong tương lai. Những tín hiệu ngoài dải từ các thiết bò đầu cuối của người sử dụng thứ nhất sẽ đến các máy điện thoại của người sử dụng thứ hai qua xuyên kênh trên đường cáp nhiều đôi và không nghe được do có tần số lớn hơn ngưỡng nghe được của tai người. Tương tự, những tín hiệu ngoài dải từ các thiết bò đầu cuối của người sử dụng thứ nhất đến các thiết bò phi thoại POTS của người sử dụng thứ hai qua xuyên kênh trên đường cáp nhiều đôi chắc chắn không gây ra vấn đề gì. Trường hợp POTS chấp nhận DSL kết nối trực tiếp:Trong trường hợp này các thiết bò đầu cuối POTS của người sử dụng thứ hai có thêm các mạch lọc lọc các tần số trên 200 kHz để bảo đảm cho việc thực hiện các vòng truy nhập nội hạt cung cấp cả POTS và DSL như người sử dụng thứ nhất. Trường hợp POTS thông thường kết nối gián tiếp:Trong trường hợp này ứng dụng của DSLlite và sử dụng các thiết bò đầu cuối bình thường cùng với các bộ lọc được thiết kế đặc biệt với các yêu cầu tín hiệu ngoài dải để cùng tồn tại với các hệ thống DSL. Những mạch lọc thông thấp ở đây có kích thước nhỏ gọn và được cung cấp cùng với các đầu nối thích hợp để người sử dụng có thể nối dễ dàng đến các đường dây của các thiết bò đầu cuối POTS sẵn có. Phương pháp này có ưu điểm là cho phép sử dụng các thiết bò đầu cuối POTS trên cùng đường dây với DSL và chi phí phát sinh đều do người sử dụng nhận được công nghệ DSL gánh chòu. Tuy nhiên, để có thể thiết kế được các mạch lọc cần phải nắm được đặc tính ngoài dải của các thiết bò POTS thông thường. Khi không có được các thông tin thêm có thể giả sử rằng mức cực đại của tín hiệu ngoài dải trong tầm tần số từ 200 kHz đến 30 MHz không vượt quá giới hạn – 58,8 bBV (khi đo ở độ rộng dải 10 kHz). Trở kháng ngoài dải:Các tiêu chuẩn về trở kháng của các thiết bò đầu cuối POTS đều gặp phải 2 vấn đề khi cùng tồn tại với các hệ thống DSL. Trước hết trở kháng thiết bò đầu cuối POTS được xác đònh trong các tiêu chuẩn đều là trở kháng đang hoạt động và thứ hai là trở kháng không hoạt động lại chỉ được xác đònh trong dải tần âm thoại. Không có yêu cầu nào tránh cho các thiết bò đầu cuối có trở kháng thấp ở tầm tần số của DSL và làm suy hao nhanh tín hiệu DSL. Việc đo đạc trên rất nhiều kiểu máy điện thoại POTS cho thấy chúng thường có trở kháng vào vào khoảng 20Ω ở tầm tần số DSL trong cả 2 trạng thái nhấc máy và gác máy. Điều này liên quan đến sự hiện diện của các phần tử lọc để giảm độ nhạy của các thiết bò đầu cuối đối với tín hiệu vô tuyến gặp phải trên đường dây thuê bao hay khi đi dây trong nhà. Việc lắp đặt nhiều thiết bò đầu cuối như vậy nối với một đường dây thuê bao duy nhất có thể làm tăng suy hao của các tín hiệu DSL và làm giảm đáng kể tầm hoạt động của DSL. Triển khai ADSL Đặng Quốc Anh 151 Việc đo đạc được thực hiện tại Anh quốc trên một số loại máy điện thoại khác nhau cho thấy trở kháng lúc nhấc máy điển hình khoảng 25Ω. Trở kháng này lớn là do ảnh hưởng tải điện dung của việc triệt nhiễu điện từ trong mạch máy điện thoại để tránh nhận các sóng vô tuyến. Một vài thiết kế thiết bò đầu cuối POTS, đặc biệt là với các thiết bò có độ tích hợp cao như tiếp điểm động hộp điện tử,… cũng có một tải điện dung trong trạng thái không làm việc để bảo vệ khỏi bò hư hỏng do chuyển mạch đường dây và nó cũng làm giảm mức tín hiệu DSL. Cũng cần phải thấy rằng việc lắp đặt thiết bò cho một người sử dụng điển hình có thể có một vài thiết bò đầu cuối POTS kết nối song song vào một đường dây và làm suy hao tín hiệu DSL cũng như làm giảm tầm phục vụ của DSL. Trừ khi được kiểm soát bằng phương pháp nào đó, hiệu ứng tải này có thể tạo ra ảnh hưởng làm giảm độ dài và khả năng cung cấp DSL hơn nhiều so với xuyên nhiễu của tín hiệu ngoài dải từ các thiết bò đầu cuối POTS. 5.1.2 Đo thử đường dây từ xa Trong thực tế, các cơ quan điều hành mạng thường xuyên thực hiện việc đo thử các đường dây thuê bao như là một phần trong trách nhiệm của họ về chất lượng dòch vụ. Có những thiết bò đặc biệt được đưa vào NTP (Network Termination Point) hay vào bộ tách dòch vụ để hỗ trợ đo thử đường dây. Các thiết bò phục vụ đo thử trong các NTP hiện tại khác nhau rất nhiều tùy theo mạng và đều có thể có những tác động bất lợi cho việc thực hiện DSL. Tuỳ thuộc vào cách kiểm tra, đo thử đường dây được thực hiện mà có sự ảnh hưởng tương ứng với việc thực hiện DSL. Ví dụ như ngắt mạch trong một thời gian ngắn hay thay đổi trở kháng đường dây cũng có thể gây nên sự thay đổi mức tín hiệu. Những bất lợi như vậy, nếu có sẽ khác nhau rất nhiều tuỳ theo mạng và phải được kiểm tra dưới sự lưu ý của cơ quan điều hành mạng. 5.1.3 Ảnh hưởng của tín hiệu POTS lên các hệ thống DSL Bên cạnh những tín hiệu ngoài dải không mong muốn được mô tả trước là nhiều loại tín hiệu có trong các hệ thống POTS có khả năng gây nhiễu cho hoạt động của các hệ thống DSL. Dù các tín hiệu này nằm ngoài các dải tần danh đònh của DSL nhưng biên độ của chúng và các xung điện áp quá độ có thể làm cho các hệ thống DSL hoạt động không chính xác trừ khi nó được lọc đúng đắn. Tín hiệu báo LD (Loop Disconnecting) là kỹ thuật để báo hiệu chữ số quay thập phân từ thiết bò đầu cuối tới tổng đài. Nó hoạt động bằng cách chèn một số ngắt mạch thời gian ngắn (xung quay số) vào dòng vòng ổn đònh được vòng thuê bao thiết lập. Mặc dù các xung quay số hoạt động ở tần số điển hình là 10 Hz là quá nhỏ so với dải tần DSL nhưng các gai điện áp phát ra trong khi quay số lại rất cao do các mạch cảm kháng được sử dụng trong nhiều loại tổng đài có thể gây ra hoạt động không chính xác cho các hệ thống DSL nếu không được lọc đúng đắn. Tín hiệu chuông được các hệ thống POTS sử dụng là tín hiệu hình sine tần số xấp xỉ 25 Hz và biên độ lên đến 100 V hiệu dụng. Các thành phần hài phát ra trong nhiều trường hợp có thể đạt được giá trò rất cao tùy thuộc vào dạng sóng. Tín hiệu chuông có thể đi kèm với sự thay đổi dòng một chiều như sự đảo cực gây ra gai điện áp lớn. Nhiều mạng sử dụng xung tính cước trong khoảng 12 đến 16 kHz để truyền thông tin tính cước. Mặc dù không rõ các tín hiệu có tác động đến các tín hiệu DSL hay không Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai 152 nhưng chắc là nó phụ thuộc vào sự thực hiện của các mạch lọc được sử dụng. Tuy nhiên, có thể tắt tín hiệu tính cước này khi triển khai các hệ thống DSL. Những tín hiệu mang thông tin về số máy, thông tin cước phí, … thường có biên độ thấp, nằm trong dải tần thoại và không chắc có một va chạm nào với các hệ thống DSL. Tuy nhiên, một số mạng báo trước thông điệp báo hiệu bằng tín hiệu đảo cực để cảnh tỉnh cho thiết bò đầu cuối. Việc đảo cực thường kèm theo gai điện áp lớn. 5.1.4 Các thiết bò thông tin cảnh báo Một số lớn các thiết bò khách hàng được thiết kế sẽ tự động gọi cho trung tâm giám sát để chuyển thông tin báo trộm, báo cháy, … Chúng thường bao gồm một thiết bò thông tin cảnh báo (ACE: Alarm Commicating Equipment) nối nối tiếp giữa NTP và các thiết bò đầu cuối POTS cho phép ACE chiếm ưu tiên của các thiết bò đầu cuối POTS khi đang ở điều kiện cảnh báo. Điều này có thể dẫn đến rắc rối khi thêm các thiết bò đầu cuối DSL vào thuê bao đó. Với các hệ thống DSL cần lắp đặt các bộ tách dòch vụ POTS thì cần phải xác đònh bộ tách dòch vụ cần bố trí ở phía nào của bộ ACE và điều này phụ thuộc vào bố trí kết nối vật lý hoàn toàn do nhà điều hành mạng quyết đònh. Đối với các hệ thống không dùng bộ tách dòch vụ thì rắc rối có khác. Chẳng hạn, vò trí của các bộ lọc phân bố sẽ ảnh hưởng tùy thuộc vào ACE có trở kháng mắc song song thấp hay cao đối với tín hiệu DSL. Không có giải pháp nào rõ ràng cho các vấn đề này. Giải pháp cụ thể đòi hỏi phải có sự đàm phán giữa các nhà cung cấp DSL và các nhà cung cấp dòch vụ POTS và dòch vụ cảnh báo. 5.2 Tương tác của các hệ thống DSL lên POTS 5.2.1 Giải điều chế các tín hiệu DSL Trừ khi được thiết kế kỹ lưỡng hầu hết các thiết bò đầu cuối là mục tiêu của nhiễu từ các tín hiệu tần số cao trên đường dây như tín hiệu DSL. Đó là do hầu hết các thiết bò đầu cuối hiện đại sử dụng các dụng cụ bán dẫn ở nhiều nơi trên đường truyền và chúng có thể giải điều chế các tín hiệu tần số cao tạo ra các tín hiệu không mong muốn xuất hiện ở dải tần âm thoại. Yêu cầu được cung cấp nguồn một chiều đúng cực bất kể cực tính của mạch thuê bao vô tình đã bảo đảm hầu như tất cả các thiết bò đầu cuối POTS đều có cầu diode ở phần giao tiếp đường dây làm tăng khả năng xảy ra giải điều chế. Để tránh trường hợp hầu hết các thiết bò đầu cuối POTS giải điều chế các tín hiệu tần số cao người ta thường lắp thêm một vài bộ lọc tương thích điện từ và điều này cung cấp bảo vệ một phần tránh khỏi các tín hiệu DSL. 5.2.2 Xuyên kênh Sự có mặt của các tín hiệu DSL trên đường dây thuê bao trở thành bình thường khi người sử dụng thuê cả POTS và DSL trên cùng một đường dây. Tuy nhiên, có khả năng một thuê bao chỉ thuê dòch vụ POTS lại nhận được một lượng tín hiệu DSL trên đường dây của mình do hiện tượng xuyên kênh. Điều này xảy ra chủ yếu trên các đường cáp nhiều đôi. Xuyên kênh trên cáp nhiều đôi là yếu tố chính đối với nhiễu giới hạn dung lượng của các hệ thống DSL. Triển khai ADSL Đặng Quốc Anh 153 5.2.3 Các hệ thống DSL không sử dụng bộ tách dòch vụ Trong các lắp đặt của người sử dụng có sử dụng các bộ lọc phân bố, modem DSL được kết nối trực tiếp đến đường dây PSTN là phải tuân thủ các yêu cầu kết nối POTS tương ứng cũng như không được có tác động bất lợi cho các thiết bò đầu cuối kết nối với cùng đường dây PSTN. 5.3 Tác động của các mạng cục bộ nhỏ (home LAN) đến POTS và DSL Sự xuất hiện gần đây của các mạng cục bộ nhỏ sử dụng tín hiệu ngoài dải qua đường dây điện thoại cho các mục đích phi thoại (như thông tin máy tính cá nhân, máy in hay thông tin giữa các server) làm phức tạp thêm các dòch vụ POTS/DSL. Những hệ thống như vậy tác động xấu đến cả POTS và DSL tùy thuộc vào tần số và mức năng lượng sử dụng cũng như kỹ thuật điều chế, … Home Phoneline Networking Alliance (HomePNA) là một hiệp hội các công ty làm việc với nhau để bảo đảm cho một tiêu chuẩn làm việc thống nhất trên đường dây điện thoại. Tiêu chuẩn đầu tiên của HomePNA ra đời năm 1988 cho hệ thống dung lượng 1Mb/s và tận dụng dải tần từ 5,5 MHz tới 9,5 MHz. Vào tháng 12 năm 1999, phiên bản thứ 2 ra đời cung cấp dung lượng truyền lên đến 10 Mb/s sử dụng dải tần không đổi và một cấu trúc mã hoá phức tạp hơn. Hiện nay, những tiêu chuẩn này vẫn chưa được các cơ quan tiêu chuẩn hoá như ITU, IEEE hay ETSI nhìn nhận. Bộ lọc phải thiết kế: - tránh được các tín hiệu tần số thấp như tín hiệu xung quay số hay chuyển trạng thái nhấc, gác máy ảnh hưởng đến truyền số liệu, - tránh các tín hiệu số liệu đến được các thiết bò đầu cuối để nó có thể được giải điều chế thành tín hiệu âm thanh. Có một vài điểm chú ý khi chọn dải tần cho truyền dẫn tương hợp với truyền dẫn VDSL (là bắt buộc khi sử dụng mạch lọc tại NTP để tránh xuyên kênh từ hệ thống HomePNA sang các người sử dụng VDSL trên các đường dây khác trong cùng một bó cáp) và kỹ thuật điều chế cũng như năng lượng được sử dụng sẽ tạo ra các vấn đề tương hợp điện từ đáng chú ý liên quan đến bức xạ từ việc đi dây phía người sử dụng. Cần phải có thêm thông tin về kỹ thuật của các hệ thống mạng cục bộ nhỏ để lựa chọn và xem xét trước khi toàn bộ tương tác được đánh giá và lọc thích đáng. 5.4 Tương tác của các tín hiệu cảm ứng điện từ Các tín hiệu ngoài dải không mong muốn phát ra bởi các thiết bò đầu cuối chỉ là một nguồn nhiễu. Một nguồn nhiễu khác có thể còn quan trọng hơn, đó là các tín hiệu điện từ cảm ứng trực tiếp vào đường dây điện thoại ở phía khách hàng. Cảm ứng này liên quan đến hoạt động của các thiết bò trong gia đình như máy lạnh, tủ lạnh, máy rửa chén, … gần dây điện thoại của người sử dụng. Hầu hết dây điện thoại của người sử dụng là không có màn che và không cân bằng nên các tín hiệu xuyên nhiễu trên đường đi dây có mức khá lớn hơn giới hạn tín hiệu ngoài dải cho phép của các thiết bò đầu cuối POTS. Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai 154 Hình 5.1 Căn nhà kinh dò Hầu hết các nguồn gây ra cảm ứng điện từ về bản chất là ngẫu nhiên và đột xuất. Đó chính là lý do tại sao trong thực tế không xảy ra các vấn đề cảm ứng điện từ đáng kể với các dòch vụ điện thoại POTS. Các tín hiệu cảm ứng điện từ tác động nhiều hơn đến truyền dẫn tín hiệu DSL và gây ra lỗi truyền dẫn nếu nó không được khắc phục thích đáng. 5.5 Các bộ lọc 5.5.1 Bộ lọc tách dòch vụ POTS Về thực chất các bộ lọc tách dòch vụ POTS bao gồm các bộ lọc thông thấp và lọc thông cao. Bộ lọc thông thấp được sử dụng để ghép các dòch vụ POTS lên vòng thuê bao và cách ly tín hiệu DSL khỏi các thiết bò đầu cuối POTS. Bộ lọc thông cao ghép các tín hiệu DSL lên vòng thuê bao trong khi tránh các tín hiệu dải tần thoại, báo hiệu và rung chuông đến được modem DSL. Trên thực tế, các chức năng lọc thông thấp và lọc thông cao hầu như tách biệt nhau. Chức năng lọc thông cao thường đi kèm theo bộ modem DSL còn chức năng lọc thông thấp thường đi kèm NPT. 5.5.2 Các bộ lọc thông thấp phân bố Các thử nghiệm gần đây trên các thiết bò DSLlite được một nhóm các nhà sản xuất và các nhà điều hành mạng ở Bắc Mỹ đã chứng minh khả năng của công nghệ DSLlite không dùng các bộ tách dòch vụ đã đạt được tốc độ dữ liệu tối đa cho vòng thuê bao dài đến 15 000 bộ tương đương 4,5 km. Thử nghiệm cũng cho thấy cần phải có một hay nhiều bộ lọc thông thấp ghép nối tiếp với các thiết bò đầu cuối POTS để đạt được hoạt động ổn đònh đối với tốc độ dữ liệu tối đa. Các bộ lọc cũng có tác dụng trong việc giảm thiểu các vấn đề tương tác cả khi nhấc và gác máy gây ra bởi máy điện thoại, fax hay modem, … Các mạch lọc sử dụng thiết kế dạng 2 hay 3 cực với tần số cắt điển hình khoảng 10 kHz và được chế tạo thành các bộ thích ứng nhỏ để người sử dụng có thể chèn vào đường dây của các thiết bò đầu cuối POTS. Các bộ lọc dùng được cho các thiết bò đầu cuối có điện trở 600Ω và trở kháng phức. Bộ lọc thông thấp cũng có tác động bất lợi cho các thiết bò đầu cuối POTS. Nó có thể thay đổi cả đặc tính một chiều và xoay chiều. Ảnh hưởng chính của các bộ lọc thông thấp là trên các máy điện thoại bình thường qua trắc âm. Người ta xác đònh được giá trò . Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai 15 0 Chương 5: TRIỂN KHAI ADSL 5 .1 Tương tác của thiết bò đầu cuối trên các hệ thống DSL 5 .1. 1 Tín hiệu ngoài dải . khoảng 12 đến 16 kHz để truyền thông tin tính cước. Mặc dù không rõ các tín hiệu có tác động đến các tín hiệu DSL hay không Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai 15 2 nhưng. tăng suy hao của các tín hiệu DSL và làm giảm đáng kể tầm hoạt động của DSL. Triển khai ADSL Đặng Quốc Anh 15 1 Việc đo đạc được thực hiện tại Anh quốc trên một số loại máy điện thoại khác