NGUYÊN CỨU CÁC CÔNG NGHỆ DSL

MMDS multichannel, multipoint distribution system là hệ thống phân bố đa điểm, đa kênh, nó có thể gửi 33 kênh truyền hình tương tự hoặc 100 kênh dưới dạng tín hiệu số tới các thuê bao ho

PHẦN I : MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài:

Trong những năm gần đây, nhu cầu về thông tin phát triển rất mạnh trên toàn cầu cũng như ở phạm vi các quốc gia Trong khi việc cáp quang hóa hoàn toàn chưa thực hiện được vì giá thành các thiết bị quang vẫn còn cao thì việc tồn tại song song cả mạng cáp quang lẫn mạng cáp đồng là tất yếu

Để thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng, mạng viễn thông đòi hỏi có cấu trúc hiện đại, linh hoạt và nhất là thoả mãn nhu cầu về truyền tải dịch vụ, đóng vai trò quan trọng trong việc đưa các dịch vụ băng tần rộng đến khác hàng, mạng truy nhập vẫn được các nhà khai thác quan tâm hàng đầu Nhiều công nghệ truy nhập đã ra đời nhằm cải thiện tốc độ truyền dẫn hạn chế của mạng truy nhập cũ Một trong những công nghệ cho phép truyền dẫn tốc độ số cao trên đường dây điện thoại thông thường tạo nên một cơ sở thông tin băng rộng rất linh hoạt và đáng tin cậy chính là công nghệ đường dây thuê bao số (Digital Subcriber Line, DSL)

Đây là một kỹ thuật hiện nay đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng rất nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt nam

Từ những lý do trên, em đã chọn đề tài “ NGUYÊN CỨU CÁC CÔNG NGHỆ DSL” làm niên luận của mình

2 Mục đích của đề tài

Công nghệ đường dây thuê bao số DSL thực hiện truyền thông tin số qua đường dây điện thoại Đường dây điện thoại với những giới hạn cố hữu giờ đây truyền được tín hiệu với tốc độ hàng triệu bit trên một giây Sở dĩ điều này thực hiện được là nhờ áp dụng các kỹ thuật truyền số liệu phức tạp, đó là sự bù đắp các suy giảm truyền dẫn trên đường dây điện thoại Kỹ thuật truyền dẫn số sử dụng các thuật toán phức tạp mà ngày nay có thể trở thành hiện thực là nhờ các bộ vi xử lý tốc độ cao dựa trên các mạch tích hợp

Công nghệ hiện đại đã cố gắng giải quyết vấn đề đó và một vài giải pháp dựa trên cáp đồng để tăng tốc độ truyền đã được áp dụng, tuy nhiên điều cần thiết ở đây là sự đầu tư vào hạ tầng cở sở của mạng truyền thông

3 Phương pháp nghiên cứu

Trong niên luận này, các phương pháp được em sử dụng khi trình bày là: phương pháp lôgic, phương pháp tổng hợp, phương pháp phân tích, phương pháp trừu tượng hóa…

PHẦN II : NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ DSL

1.1 Tổng quan các phương thức truy nhập băng rộng.

Ngày nay do nhu cầu của khách hàng về các dịch vụ băng rộng đang tăng nhanh Những khách hàng là các doanh nghiệp thường yêu cầu các dịch vụ băng rộng tương tác như: truy nhập Internet tốc độ cao, hội nghị truyền hình, video theo yêu cầu Còn những khách hàng thông thường thì yêu cầu các dịch vụ không tương tác như 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 được trang bị từ xưa 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 0,3÷3,4 kHz với tốc độ truyền số liệu tối đa là 56 kbit/s nên không đáp ứng được 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 được đưa ra xem xét như: 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

ưu nhược điểm khác nhau, nhưng với điều kiện hiện nay, mạng lưới 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 phương thức truy nhập băng rộng cụ thể:

xuống thuê bao Điểm nổi bật của kỹ thuật xDSL là tận dụng được cơ sở hạ tầng cáp đồng phổ biến trên thế giới nên nó đã mau chóng chuyển từ giai đoạn thử nghiệm sang thị trường thương mại rộng lớn đáp ứng nhu cầu phân phối các dịch vụ băng rộng tới người sử dụng Điển hình là ở Mỹ- thị trường DSL lớn nhất hiện nay, vào cuối năm 2000 có gần 200 triệu đường dây truy nhập cố định được lắp đặt Trong đó có 50% tức gần 100 triệu đường dây cung cấp dịch vụ DSL và người ta w-

ớc tính con số này sẽ tăng lên đến 70% (khoảng 140 triệu đờng dây) vào năm 2004 Ngoài ra, khi vấn đề đầu tư xây dựng mạng truy nhập sử dụng cáp quang quá tốn kém thì công nghệ này đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà sản xuất thiết bị viễn thông, các cơ quan quảng bá phát thanh truyền hình, các nhà khai thác dịch vụ, các công ty điện thoại nội hạt tạo nên sự cạnh tranh làm giảm chi phí thiết bị và giá cả dịch vụ Một yếu tố góp phần thúc đẩy sự phát triển và hoàn thiện của công nghệ này là sự ra đời các tiêu chuẩn chung cho hoạt động của xDSL do tổ chức viễn thông quốc tế ITU và nhiều tổ chức tiêu chuẩn, nhóm làm việc khác đưa ra

1.1.2 Kỹ thuật truy nhập bằng cáp sợi quang

Nhờ phát hiện ra khả năng truyền dẫn của cáp sợi quang đã làm thay đổi hầu như toàn bộ năng lực của mạng viễn thông Cáp sợi quang có những phẩm chất mà cáp đồng không thể nào có được đó là băng thông rất lớn và khả năng chống nhiễu cực

kỳ tốt với suy hao nhỏ nên truyền tốc độ cao là rất tốt Người ta đã xây dựng nhiều

hệ thống thông tin quang như hệ thống điều chế cường độ và tách sóng trực tiếp, hệ thống thông tin quang coherent và truy nhập quang có thể được xây dựng thành các

hệ thống như: cáp quang đến cụm dân cư (FTTC), cáp quang đến toà nhà (FTTB), cáp quang đến tận nhà (FTTH), cáp quang đến cơ quan (FTTO), vv Tuy nhiên việc xây dựng một mạng truy nhập sử dụng cáp quang đòi hỏi sự đầu tư ban đầu rất lớn Việc thay thế toàn bộ cơ sở hạ tầng sẵn có gồm hàng ngàn đôi dây đồng cùng các hệ thống cống bể chưa 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, phương án lắp đặt cáp quang tới từng cụm dân cư (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 như hình 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 được truyền trên đôi dây cáp đồng tới thuê bao Như 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 phương pháp đã xuất hiện từ lâu và ngày nay đang được ứng dụng rộng rãi trong truy nhập băng rộng đặc biệt là từ khi có vệ tinh viễn thông Hệ thống được 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 tương tự hoặc 100 kênh dưới dạng tín hiệu số tới các thuê bao hoặc Internet tốc độ cao dọc theo đường dây của các modem cáp đồng trục (cable modem)

LMDS (hệ thống phân bố đa điểm nội vùng) là hệ thống vô tuyến, điểm đến đa điểm, đa tế bào (Multicell), băng tần hoạt động từ 27,5 đến 29,5 GHz LMDS còn được gọi là truyền hình cáp tổ ong (cellular cable TV) Các tế bào lân cận dùng các tần số giống nhau nhưng có phân cực khác nhau

Bên cạnh đó, các hệ thống quảng bá trực tiếp từ vệ tinh (DBS) đã được triển khai, cung cấp hình ảnh TV đến nhiều hộ gia đình, khuôn dạng tín hiệu ở dạng số sử dụng nén số liệu MPEGII để tận dụng băng thông DBS chỉ cung cấp đường xuống còn đường lên được yêu cầu qua modem thoại Do truyền từ vệ tinh và có quá trình xử

lý nén số liệu nên có độ trễ tương đối lớn Để giảm trễ, ngày nay đã sử dụng hệ thống vệ tinh quỹ đạo thấp LEO nhưng chúng cần số lượng vệ tinh lớn (từ vài chục cái đến 288 chiếc) Hiện tại hệ thống này có giá thành tương đối cao và chưa phổ biến ở Việt Nam

Những hạn chế mà kỹ thuật truy nhập vô tuyến không được lựa chọn làm giải pháp mạng truy nhập hiện nay là: khó đáp ứng yêu cầu truyền thông 2 chiều, khó triển

khai trong vùng đô thị Các hệ thống LMDS/MMDS thì chịu nhiều ảnh hưởng của thời tiết dễ hư hại do mưa, bão, sấm, sét Để tăng vùng phủ sóng của hệ thống DBS yêu cầu phải tăng số vệ tinh, tuy nhiên vị trí của chúng là một vấn đề khó khăn cho các nhà cung cấp dịch vụ, giá thành vệ tinh cao Các hệ thống này còn thiếu các chuẩn chung nên không thể mua một đĩa vệ tinh của một hãng để sử dụng với một

hệ thống khác Thậm chí với cùng một hãng cũng phải mua các đĩa vệ tinh khác nhau cho các dịch vụ số liệu và truyền hình quảng bá WLL chỉ đem lại nhiều ưu điểm khi triển khai ở những vùng dân cư thưa thớt, tận dụng được những trạm gốc

đã có sẵn

1.1.4 Truy nhập bằng cáp đồng trục

Đây là phương pháp được 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 tương tự, dùng băng tần từ 0÷50 MHz cho đường lên và từ 50÷750 MHz cho hướng xuống và truyền khoảng 100 kênh video tương 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 cư nhưng cùng một thông tin Khi dùng chung cho nhiều người sử dụng thì băng thông của mỗi kênh trong HFC không cao bằng DSL, DSL phân phối dữ liệu riêng tới từng người sử dụng nên linh hoạt hơn Hơn nữa ở các nước chưa có sẵn mạng cáp thì việc xây dựng một hệ thống mới là rất tốn kém

1.2 Lịch sử của xDSL :

- Định nghĩa khái niệm ban đầu của xDSL xuất hiện từ năm 1989, từ J.W Lechleider và các kỹ sư thuộc hãng Bellcore Sự phát triển xDSL bắt đầu ở Đại học Standford và phòng thí nhgiệm AT&T Bell Lab năm 1990 Vào 10/1998 ITU thông qua bộ tiêu chuẩn xDSL theo khuyến nghị G9221.1 gần giống với khuyến nghị ANSI T1.413

- DSL (Digital Subscriber Line) là công nghệ chuyển tải thông tin băng thông rộng đến nhà khách hàng hay đến doanh nghiệp nhỏ thông qua đường dây cáp đồng có sẳn của mạng điện thoại nội hạt Vì vậy DSL không phải là mạng chuyển mạch giống như PSTN hay ATM mà DSL chính là mạng truy nhập (Access Network)

- Trong DSL thường được viết xDSL là một họ hay một nhóm công nghệ và tiêu chuẩn DSL dùng để truyền dữ liệu tốc độ cao trên đôi cáp xoắn “ x ” có thể là viết tắt của : H, SH, I, V, A hay RA tuỳ thuộc vào loại dịch vụ sử dụng DSL

- Công nghệ xDSL ngày xưa chỉ là hệ thống số dùng để thay thế công nghệ truyền

số ISDN đã có Ngày nay hệ thống xDSL cho phép truyền cả số và tương tự trên cùng một đôi cáp xoắn với tốc độ cao hơn rất nhiều

- Mặc dù đã được chuẩn hóa nhưng có nhiều hệ thống xDSL phát triển theo các hướng riêng Kết quả là một số thiêt bị xDSL khác nhau thì không đồng bộ nhau

Hệ thống xDSL đầu tiên là HDSL (High speed Digital Subscriber Line) Hệ thống HDSL truyền tốc độ cao (T1/E1) với khoảng cách xa mà không cần dùng trạm lập (repeater) Hệ thống HDSL này sử dụng 2 hoặc 3 đôi cáp truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 2Mbps (1.5Mbps)

- Sau đó công nghệ điều chế mới hiệu quả hơn dùng ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) cho phép hệ thống tăng tốc độ truyền dữ liệu từ trung tâm (cung cấp dịch vụ) đến nhà khách hàng lên đến 6Mbps (một số hệ thống ADSL cho tốc độ đến 8Mbps) Hệ thống ADSL được phát triển thành RADSL và G.Lite là loại ADSL

đa 52Mbps

1.3 Giới thiệu các công nghệ xDSL

xDSL là một họ công nghệ đường dây thuê bao số gồm nhiều công nghệ có tốc độ, khoảng cách truyền dẫn khác nhau nên được 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 hướng ứng dụng của các công nghệ thì có thể phân thành 3 nhóm chính như sau :

+ Công nghệ HDSL truyền dẫn hai chiều đối xứng gồm HDSL/HDSL2 đã được chuẩn hoá và những phiên bản khác như: SDSL, MDSL, IDSL

+ Công nghệ ADSL truyền dẫn hai chiều không đối xứng gồm ADSL/ADSL Lite (G.Lite) đã được chuẩn hoá và các công nghệ khác như CDSL, Etherloop,+ Công nghệ VDSL cung cấp cả dịch vụ truyền dẫn đối xứng và không đối xứng

SDSL DSL một đôi dây

(Single pair DSL)

768 Kb/s Đối xứng Sử dụng một đôi dây

đồngADSL DSL không đối

xứng (Asymmetric

DSL)

1,5-8Mb/s16-640Kb/s

Đường xuốngĐường lên

Sử dụng một đôi dây đồng, Khoảng cách

xa nhất 5,5 KmADSL2+ DSL không đối

(Asymmetric DSL

Two plus)

1,5-25Mb/s16-1Mb/s

Đường xuốngĐường lên

Sử dụng một đôi dây đồng, khoảng cách tối đa:1,5 Km

RADSL DSL tốc độ thích

ứng (Rate adaptive

DSL)

1,5-8Mb/s16-640Kb/s

Đường xuốngĐường lên

Sử dụng một đôi dây đồng, tốc độ đường truyền có thể thay đổi tuỳ theo chất lượng đương truyềnCDSL DSL cho người sử

dụng (Consumer

DSL)

Tới 1Mb/s16-128Kb/s

Truyền xuốngTruyền lên

Sử dụng một đôi dây đồng, không cần thiết bị đầu cuối ở phía khách hàng

ISDN BRI

Đối xứng Sử dụng một đôi dây

đồngVDSL DSL tốc độ rất cao

(Very high data rate

DSL)

13-52 Mb/s1,5-2.3 Mb/s

26 Mb/s đối xứng

Truyền xuốngTruyền lên

Khoảng cách tối đa 1,5km Yêu cầu ATM và đường truyền cáp quang

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 đường 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 đường truyền 2B1Q tăng tỷ số bit/baud thu phát đối xứng; mỗi đôi dây truyền một nửa dung lượng 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 ưu điểm : hoạt động ở nhiều tốc độ khác nhau, sử dụng mã đường truyền hiệu quả hơn mã 2B1Q, khoảng cách truyền dẫn xa hơn, chống nhiễu tốt hơn, có khả năng tương thích phổ với các dịch vụ DSL khác Do sử dụng cả tần số thoại nên không cung cấp đồng thời cả dịch vụ thoại nhưng công nghệ này được sử dụng rộng rãi cho các dịch vụ đối xứng trong mạng nội hạt thay thế các đường trung

kế T1, E1 mà không cần sử dụng bộ lặp, kết nối các mạng LAN

IDSL: (ISDN DSL): Ngay từ đầu những năm 1980, ý tưởng về một đường 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 tương ứng với lượng tải tin là 144 Kb/s (2B+D) Trong IDSL, một đầu đấu nối tới tổng đài trung tâm bằng một kết cuối đường 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 người ta

sử dụng kỹ thuật khử tiếng vọng IDSL cung cấp các dịch vụ như : Hội nghị truyền hình, đường dây thuê riêng (leased line), các hoạt động thương mại, truy cập Internet/Intranet

SDSL : Công nghệ DSL một đôi dây (Single pair DSL) truyền đối xứng tốc độ 784

Kb/s trên một đôi dây, ghép kênh thoại và số liệu trên cùng một đường dây, sử dụng

mã 2B1Q Công nghệ này chưa có các tiêu chuẩn thống nhất nên không được phổ biến cho các dịch vụ tốc độ cao SDSL chỉ được ứng dụng trong việc truy cập trang Web, tải những tệp dữ liệu và thoại đồng thời với tốc độ 128 Kb/s với khoảng cách nhỏ hơn 6,7 Km và tốc độ tối đa là 1024 Kb/s trong khoảng 3,5 Km

ADSL : Công nghệ DSL không đối xứng (Asymmetric DSL) được phát triển từ đầu

những năm 90 khi xuất hiện các nhu cầu truy nhập Internet tốc độ cao, các dịch vụ trực tuyến, video theo yêu cầu ADSL cung cấp tốc độ truyền dẫn không đối xứng lên tới 8 Mb/s luồng xuống (từ tổng đài trung tâm tới khách hàng) và 16- 640 Kb/s luồng lên (từ phía khách hàng tới tổng đài) nhưng khoảng cách truyền dẫn giảm đi Một ưu điểm nổi bật của ADSL là cho phép khách hàng sử dụng đồng thời một đường dây thoại cho cả 2 dịch vụ: thoại và số liệu vì ADSL truyền ở miền tần số cao (4400 Hz÷1MHz) nên không ảnh hưởng tới tín hiệu thoại Các bộ lọc được đặt

ở hai đầu mạch vòng để tách tín hiệu thoại và số liệu theo mỗi hướng Một dạng ADSL mới gọi là ADSL “lite” hay ADSL không sử dụng bộ lọc đã xuất hiện từ đầu năm 1998 chủ yếu cho ứng dụng truy cập Internet tốc độ cao Kỹ thuật này không

đòi hỏi bộ lọc phía thuê bao nên giá thành thiết bị và chi phí lắp đặt giảm đi tuy nhiên tốc độ luồng xuống chỉ còn 1,5 Mb/s.

VDSL: Công nghệ DSL tốc độ dữ liệu rất cao (Very high data rate DSL) là công

nghệ phù hợp cho kiến trúc mạng truy nhập sử dụng cáp quang tới cụm dân cư VDSL truyền tốc độ dữ liệu cao qua các đường dây đồng xoắn đôi ở khoảng cách ngắn Tốc độ luồng xuống tối đa đạt tới 52 Mb/s trong chiều dài 300 m Với tốc độ luồng xuống thấp 1,5 Mb/s thì chiều dài cáp đạt tới 3,6 Km Tốc độ luồng lên trong chế độ không 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 như dịch vụ Internet tốc độ cao, các chương trình Video theo yêu cầu

1.4 Tình hình triển khai xDSL trên thế giới

Trên thế giới hiện nay có khoảng 725 triệu đường truy nhập là đôi dây đồng kết nối tới các hộ gia đình cũng như các khách hàng thương 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 được phát triển mạnh mẽ do các thiết bị trên thị trường hoạt động tương 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 người sử dụng tự lắp đặt thiết bị tại nhà, giảm chi phí dịch vụ

Trong cuộc họp của DSL Forum tại Rome vào tháng 3/2002 cho thấy DSL đã được chấp nhận như 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) Người ta dự đoán số thuê bao này còn tăng nhanh và đạt tới 200 triệu thuê bao vào năm 2005

Bảng 1.2 Số lượng thuê bao DSL trên thế giới năm 2002

Khu vực

Tổng số thuê bao DSL

Số lượng thuê bao nhà riêng

% thuê bao nhà riêng so với tổng số người dùng

Số lượng thuê bao là doanh nghiệp

% doanh nghiệp so với tổng người dùngChâu Á -Thái

Hình 1.2 Số thuê bao DSL trên thế giới

Tại Việt nam, các dịch vụ DSL cũng đã từng bước được triển khai Chủ yếu là dịch

vụ HDSL được sử dụng trong các đường 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 được 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 Dương 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 tương tự Tuy nhiên, do mạng DSL chỉ có thể đáp ứng được các thuê bao dưới 2M nên ước tính số thuê bao leased line đến năm 2003 có thể như bảng 1.3 Khi triển khai trên thực tế có thể số lượng 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 tư cho dự án này khoảng 700.000 USD

Bảng 1.3 Dự kiến số lượng thuê bao xDSL theo số lượng thuê bao leased line

Leased (64-2M)

Năm 2003

Năm 2004

Nhu cầu 71.000 142.000 213.000 50% số hộ dân

HN

90% số hộ dân HN

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

1.5 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 VDSL Còn SDSL có thể coi là một loại HDSL được đơn giản hoá Về nguyên tắc SDSL hoàn toàn giống HDSL nhưng 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 đường truyền điểm nối điểm đơn thuần, không ghép thêm kênh thuê bao thoại như ADSL và VDSL Như vậy băng tần mà HDSL sử dụng cũng nhỏ hơn và đơn giản

hơn so với các loại khác Thông thường khi sử dụng trên 2 đôi sợi với tốc độ T1 hoặc 3 đôi sợi với tốc độ E1, mã đường truyền là 2B1Q thì băng tần HDSL trong

khoảng 0 đến 392kHz Trường 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 phương pháp khử tiếng vọng thì sẽ phải chia thành các băng tần

0-4kHz cho kênh thoại

25-200kHz cho đường truyền về phía tổng đài

> 200kHz cho đường truyền phía thuê bao

ADSL sử dụng phương pháp khử tiếng vọng thì băng tần đường truyền tới tổng đài và tới thuê bao sẽ có phần chung nhau

+ Ở VDSL băng tần được chia thành các dải:

0-4 kHz dùng cho kênh thoại

4-80 kHz dùng cho ISDN

300-700 kHz cho đường truyền về phía tổng đài

> 1000 kHz cho đường truyền tới thuê bao

Cũng chính nhờ có sự phân bố về băng tần như vậy mà các kỹ thuật ADSL và VDSL có thể cung cấp một kênh thoại độc lập cho khách hàng do vậy việc tận dụng các đường thuê bao điện thoại từ trước có ý nghĩa rất lớn

Như chúng ta đã biết ở cáp đồng tín hiệu có tần số càng cao thì suy hao càng lớn

Để khắc phục nhược điểm này chỉ có cách giảm điện trở của cáp tuy nhiên việc này cũng có thể đồng nghĩa với tăng tiết diện cáp Nhưng bán kính cáp không thể tăng quá cao được do hiệu quả về mặt giá thành do đó chúng ta phải chấp nhận việc sử dụng các kỹ thuật xDSL sẽ phải có giới hạn về mặt khoảng cách Chính khả năng về khoảng cách truyền dẫn cũng đánh giá phần nào cho việc lựa chọn kỹ thuật nào sao cho thích hợp với điều kiện thực tế Đồng thời các kỹ thuật xDSL đều truyền các tín hiệu số nhiều mức, như vậy sẽ giảm một lượng đáng kể các tần số cao phải sử dụng cho việc điều chế tín hiệu

Trong các cấu trúc mạng truy nhập sử dụng kỹ thuật xDSL chỉ có HDSL phải sử dụng hơn 1 đôi cáp đồng, việc này gây nhiều khó khăn trong việc lắp đặt và sử dụng hơn so với các loại kỹ thuật xDSL khác Đây cũng chính là nhược điểm lớn nhất của HDSL so với các kỹ thuật DSL khác Tuy nhiên HDSL có khả năng truyền dẫn hoàn toàn đối xứng, tính chất này chỉ có ở SDSL và một phần trong VDSL Chính

vì tính chất này nên HDSL có thể sử dụng trong các dịch vụ yêu cầu cả hai hướng truyền có dung lượng như các đường truyền giữa máy tính chủ và mạng điện thoại, giữa các mạng LAN, WAN với nhau hoặc làm trung kế cho 2 tổng đài Ngược lại

các như ADSL và VDSL chỉ sử dụng trên một đôi dây nhưng lại truyền không đối xứng giữa 2 chiều nên sử dụng nhiều trong các dịch vụ thiên về truy nhập một chiều chính như Internet, Video theo yêu cầu, Hội nghị truyền hình…

Kết luận: Như vậy việc sử dụng các kỹ thuật xDSL sẽ là một giải pháp cho mạng

truy nhập trong thời gian tới Với lợi thế tận dụng mạng lưới cáp đồng đang tồn tại rộng khắp trên thế giới không đòi hỏi vốn đầu tư 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 đường dẫn

có thể phát triển trong tương 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

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KỸ THUẬT xDSL

2.1 Giới thiệu chung về cáp xoắn đôi

Cáp xoắn đôi là phương tiện truyền dẫn của tín hiệu xDSL, vì vậy trước khi đi sâu vào nghiên cứu công nghệ DSL ta sẽ xem xét các trở ngại khi truyền dẫn tín hiệu

trên cáp và các phương thức truyền dẫn song công để có thể tận dụng tối đa các đôi

cáp

Cáp xoắn đôi được tạo bởi hai dây dẫn được xoắn quanh nhau Do các dây là gần nhau về mặt vật lý và giống nhau về mặt hình học nên sự ảnh hưởng 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 hưởng từ bên ngoài sẽ bị loại bỏ

Các đôi dây xoắn đôi thường được 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 được phân biệt với nhau bởi mã màu, gần ngoài vỏ có thể có lớp bọc kim loại được nối đất để giảm nhiễu từ bên ngoài Các đôi dây thường được sử dụng dựa theo thiết kế của AWG (American Wire Gauge), phổ biến nhất trong các ứng dụng DSL là 24 và 26 AWG

2.1.1 Các trở ngại khi truyền tín hiệu trên cáp xoắn đôi :

Cáp xoắn đôi là một phương tiện truyền tín hiệu POST rất có hiệu quả Tín hiệu có tần số thấp có khả năng chống nhiễu tốt với các nhân tố bên ngoài (nhờ đặc tính xoắn đôi của cáp) nhưng khi truyền tín hiệu số với tốc độ cao thì gặp phải rất nhiều khó khăn là bởi vì khi đó có nhiều yếu tố tác động đến tín hiệu điển hình là nhiễu, xuyên âm, v v, không còn tuyến tính làm ảnh hưởng đến tốc độ đường truyền

Với một phương tiện truyền dẫn thì điều quan tâm đầu tiên đó là nó có thể truyền với tốc cao nhất là bao nhiêu Về mặt định tính thì có thể nhận thấy rằng băng thông của phương tiện truyền dẫn có ảnh hưởng lớn đến tốc độ truyền tín hiệu và với băng thông của cáp xoắn đôi thì có khả năng đáp ứng được tốc độ tín hiệu đến Mb/s đó chính là yếu tố tạo ra thành công của xDSL Do xuyên âm và suy hao tín hiệu tăng theo tần số, tần số càng cao thì xuyên âm càng lớn vì thế không thể tăng tốc độ chỉ đơn giản là tăng tốc độ tín hiệu mà phải có sự thoả hiệp giữa tốc độ tín hiệu và số mức tín hiệu Để đánh giá hiệu quả của sự thiết kế, người ta đưa ra khái niệm hiệu suất phổ nó chính là tỷ số giữa tốc độ số liệu R(b/s) và độ rộng băng tần cần thiết để phân phát nó B (Hz) Hiệu suất phổ được ký hiệu là =R/B (b/s/Hz), đối với tần số Nyquist thì =2B/B=2b/s/Hz nhưng thực tế thì hiệu suất này giảm xuống còn 1,5 do cách thực hiện bộ lọc có đáp ứng tần số Nyquit là khác so với lý thuyết Có nhiều phương pháp để nâng cao hiệu suất phổ, một phương pháp phổ biến và có hiệu quả

là nâng số mức tín hiệu trong một ký tự được mã hoá và đó là nội dung của các phương pháp mã hoá tiến bộ

Theo Shannon thì dung lượng của kênh được thể hiện theo công thức sau:

C=B log 2 (1+S/N) b/s

Từ công thức ta thấy khả năng thông qua của kênh phụ thuộc vào độ rộng băng tần của kênh B và tỷ số tín hiệu trên tạp âm S/N, của tín nếu băng thông của kênh càng lớn thì tốc độ cho qua của kênh càng lớn và truyền tín hiệu với tốc độ càng cao nhưng 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 lượng đường dây phải tốt để giảm suy hao và xuyên âm cũng có thể áp dụng các phương pháp mã hoá chống lỗi tiên tiến để cải thiện S/N

a ảnh hưởng về điện:

Trong môi trường tốc độ cao các đặc tính về điện có ảnh hưởng rất lớn đến đường truyền, đây là đặc tính vốn có của tín hiệu điện nhưng nó chỉ biểu hiện rõ khi năng lượng và tần số tín hiệu cao Các ảnh hưởng có thể kể đến như xuyên âm, nhiễu điện từ, nhiễu xung, nhiễu nhiệt…, và nó là các tác nhân từ bên ngoài

Như ta đã biết một hiện tượng rất quan trọng của tín hiệu điện đó là hiện tượng cảm ứng điện từ (gây ra tín hiệu giống như nó ở vật dẫn điện đặt gần nó), hiện tượng 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 được đặt sát nhau trong một bó cáp còn phía thuê bao thì chúng được 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 tượng cảm ứng điện từ xảy ra giữa các đôi dây truyền tín hiệu

điện khi chúng được đặt gần nhau Dòng điện cảm ứng có thể cùng chiều hoặc ngược chiều với dòng điện sinh ra nó Xuyên âm được chia ra làm hai loại đó là xuyên âm đầu gần (NEXT) và xuyên âm đầu xa (FEXT), trong mỗi loại lại được phân biệt bởi xuyên âm trong cùng một kỹ thuật (như giữa các đường ADSL với nhau) và được gọi là tự xuyên âm, xuyên âm từ các kiểu kỹ thuật khác nhau như xuyên âm giữa ADSL và ISDN Biểu diễn của NEXT và FEXT như hình vẽ 2.1

NEXT là xuyên âm mà dòng điện cảm ứng ngược chiều với dòng điện sinh ra nó, nghĩa là khi nó được tạo ra nó sẽ đi ngay vào bộ thu ở gần bộ phát (nguồn xuyên âm) điều này làm cho nó có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng tín hiệu thu và đây cũng là vấn đề quan tâm lớn nhất của nhà cung cấp thiết bị khi đưa ra các tuỳ chọn

về tốc độ

FEXT là xuyên âm mà dòng điện cảm ứng sinh ra cùng chiều với dòng điện sinh ra

nó nghĩa là tín hiệu xuyên âm phải truyền trên đường truyền để đến bộ thu ở đầu xa,

do khi truyền nó bị suy yếu nên ảnh hưởng của FEXT mạnh không bằng NEXT

Ta thấy FEXT phụ thuộc vào chiều dài đường dây Cả FEXT và NEXT đều tăng theo tần số thoại chỉ được thiết kế cho truyền ở tần thấp (các dịch vụ POST), ảnh hưởng của điện chủ yếu là xuyên âm (đã được xét ở trên) bên cạnh đó đáng chú ý là nhiễu, nhiễu bao gồm:

* Nhiễu tần số vô tuyến : Các đường dây xoắn đôi cân bằng chỉ được thiết kế để

truyền thoại nên chỉ chống được ảnh hưởng 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 dư Các trạm vô tuyến AM phát quảng bá trong dải tần từ 560÷1600 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 được Ngược lại, nhiễu vô tuyến nghiệp dư lại không đoán trước được vì tần số làm việc thay đổi và có nhiều mức

công suất phát Nhưng nhiễu này chỉ ảnh hưởng tới VDSL vì dải tần vô tuyến nghiệp dư 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 được gọi là tạp âm trắng Tạp âm nhiệt gây

ra do chuyển động của các electron trong đường dây có thể coi như tạp âm trắng có phân bố Gauss được gọi là tạp âm trắng Gauss cộng AWGN Tạp âm này ảnh hưởng độc lập lên từng kí hiệu được truyền hay nói cách khác chúng được cộng với tín hiệu bản tin

* Nhiễu xung : thường xảy ra trong thời gian ngắn (từ vài s tới vài ms) nhưng có

ảnh hưởng lớn do cường độ lớn, nguồn nhiễu này chủ yếu là do sự bật tắt của các thiết bị điện, sét

b ảnh hưởng về vật lý :

Bên cạnh các ảnh hưởng về điện thì ảnh hưởng về mặt vật lý cũng quyết định nhiều đến tốc độ đường truyền mà đòi hỏi sự quan tâm không kém ảnh hưởng về mặt vật

lý xuất phát từ đặc tính của cáp là được 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 người ta đã thêm vào các cuộn gia cảm nó có tác dụng làm giảm ảnh hưởng của điện dung ở tần

số thấp làm giảm suy hao nhưng những cuộn gia cảm này thực tế lại hoạt động như một bộ lọc thông thấp, do đó nó ngăn cản truyền dẫn số ở tần số cao của đôi dây đồng và vì vậy cần phải loại bỏ nó trước khi cung cấp các dịch vụ tốc độ cao

Bên cạnh đó khi cung cấp dịch vụ thoại để thuận lợi cho việc kéo cáp đến các hộ gia đình người ta đã dự phòng các hướng cáp (nhiều hướng được xuất phát từ cùng một dây ở phía tổng đài) và khi một hướng được sử dụng thì các hướng còn lại do bị để

hở nên khi truyền tín hiệu tốc độ cao thì sẽ bị ảnh hưởng của tín hiệu phản xạ, do tín

hiệu phản xạ này cũng được truyền đến cả bộ phát và bộ thu và điều này hạn chế tốc

độ cao

Để mở rộng khoảng cách người ta còn nối nhiều kích thước dây khác nhau điều này tạo ra các mối nối và đoạn nối này có thể làm mất tính đối xứng của cáp cân bằng (dù 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 thước 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 hưởng của môi trường cũng cản trở tốc độ truyền (ví dụ sự xâm nhập của nước tạo

ra sự ô xi hoá làm tăng điện trở làm suy hao tín hiệu tăng lên và có thể không còn đáp ứng được các yêu cầu của xDSL) Cách bố trí dây trong nhà của khách hàng cũng ảnh hưởng đến tốc độ của ADSL

Như vậy một đường truyền bị ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố cả bản thân của nó cũng như các ảnh hưởng từ bên ngoài điều này đòi hỏi trước khi truyền tín hiệu tốc

độ cao cần phải có sự kiểm tra các thông số của đường truyền thông qua các phương pháp đo đạc hiện đại

2.1.2 Các phương pháp truyền dẫn song công :

Trong các hệ thống truyền dẫn để tiết kiệm chi phí ban đầu cũng như tối ưu hoá việc thực hiện trong thực tế, người ta đã tận dụng số lượng các đôi dây dẫn để truyền tín hiệu trong các hệ thống song công hoàn toàn Có nhiều phương pháp để có thể thực hiện truyền song công tiêu biểu là các phương pháp sau hay được dùng trong các hệ thống xDSL

Truyền dẫn song công dùng bộ triệt tiếng vọng, sơ đồ như hình vẽ 2.4

Phần kênh truyền được gọi là đường truyền hai dây, phần thuộc bộ phát và bộ thu được gọi là phần 4 dây như trên hình vẽ sự chuyển đổi từ hai dây sang 4 dây được 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) được sử dụng có chức năng tạo ra một bản sao của tín hiệu tiếng vọng (tạo ra được là nhờ làm trễ tín hiệu phù hợp với độ trễ của tiếng vọng và nó có thể điều chỉnh được cả độ lớn của tín hiệu) và tiếng vọng bị triệt hoàn toàn bằng cách trừ bản sao này với tín hiệu vọng thực tế đường 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 hiệu

Hybrid có nhiều thiết kế khác nhau, có thể dùng biến áp (để loại bỏ Echo được dự đoán trước), có thể dùng các bộ lọc số hay tương tự, hoặc dùng các bộ lọc thích ứng

để đánh giá Echo và điều chỉnh để thực hiện loại bỏ Hầu hết các hệ thống số liệu tốc độ cao dùng bộ lọc thích ứng như hình vẽ ở trên

Hybrid được dùng phổ biến đối với hệ thống thoại, ISDN, HDSL, đôi khi cả với ADSL Các hệ thống tốc độ cao không dùng Hybrid (ví dụ như VDSL) do chúng yêu cầu các bộ lọc phức tạp và trước đó phải có sự chuyển đổi Analog sang Digital, chịu ảnh hưởng lớn của tự xuyên âm đầu gần, nó tăng theo tần số vì thế mà đối với

kỹ thuật đối xứng thường không được thực hiện do phạm vi chồng lấn phổ tần quá lớn Thay vào đó các hệ thống này sử dụng FDM hay TDM Phổ tần của hệ thống ADSL sử dụng ECHO như hình vẽ 2.5

Trong FDM, dải tần số sử dụng được chia làm 3 phần riêng biệt cho tín hiệu thoại, đường truyền lên và đường truyền xuống được phân cách bằng dải tần bảo vệ (guard band) Phương pháp FDM hay được sử dụng trong các Modem CAP, chúng

có ưu điểm là hạn chế được NEXT do hệ thống không thu cùng một dải tần với dải tần phát của hệ thống kề nó tuy nhiên nó yêu cầu một dải tần lớn, vì vậy mà số lượng kênh trong hệ thống DMT trong hướng xuống bị giảm nhỏ và không đạt được

tốc độ cao như trong phương pháp Echo Nhưng có thể trộn nhiều dịch vụ có tốc độ khác nhau (như đối xứng, không đối xứng, tốc độ cao, tốc độ thấp).

2.2 Lịch sử phát triển của các Modem tương tự :

Trước khi đi vào chi tiết các kỹ thuật mà ADSL sử dụng ta điểm qua các kỹ thuật

mà các modem thế hệ trước đã sử dụng và tốc độ mà chúng đã đạt được

Modem là từ ghép của hai từ viết tắt đó là MOdulation và DEModulation, nó cho phép hai thiết bị số (máy tính, …) thông tin với nhau qua mạng PSTN Các modem

có nhiệm vụ chuyển đổi các luồng số sang các tín hiệu điện trong băng tần thoại (4 kHz) cho phép chúng truyền được qua mạng điện thoại và đầu còn lại sẽ chuyển đổi ngược lại để truyền tới máy tính

Các modem thế hệ đầu chỉ sử dụng các kỹ thuật điều chế đơn giản như 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, nhưng 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 được cộng lại Hai luồng bit xen kẽ nhau trong số liệu gốc), và không có sửa lỗi trước nên tốc độ đạt được không cao như V21 chỉ có tốc độ 300 b/s và V22 2,4 kb/s V32 đã sử dụng mã hoá lưới và thêm bộ triệt tiếng vọng nên tốc độ đã đạt được 14,4 kb/s Các modem thế

hệ tiếp theo nhờ có sự kết hợp giữa các kỹ thuật sửa lỗi trước và kỹ thuật mã hoá tiến bộ nên đã đạt được tốc độ cao hơn nhiều so với các modem thế hệ đầu V34 đã kết hợp mã hoá sửa lỗi trước (FEC) và mã hoá QAM (được gọi chung là mã hoá TCM) nên tốc độ đã đạt được 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 được chỉ ra như hình vẽ 2.7

Khách hàng truy nhập Internet qua modem tại nhà riêng, dữ liệu từ máy tính qua modem được chuyển đổi thành tín hiệu analog để được truyền qua mạch vòng thuê bao tới tổng đài nội hạt Tại đây, tín hiệu analog lại được lấy mẫu, mã hoá thành tín hiệu số 64 Kbit/s Bộ chuyển đổi ADC này gây ra nhiễu lượng tử và giới hạn tốc độ

số liệu nhị phân xuống khoảng 30 Kbit/s Luồng số liệu 64 Kbit/s tạo ra ở tổng đài được truyền qua mạng điện thoại và được biến đổi ngược lại thành dạng tín hiêụ analog ban đầu, truyền qua một mạch vòng thuê bao khác tới modem server Tại đây, lại diễn ra quá trình chuyển đổi ADC để truyền thông tin số liệu tới nhà cung cấp dịch vụ Internet Luồng số liệu từ ISP tới khách hàng cũng đi qua đường truyền đối xứng với luồng lên như hình vẽ nghĩa là cũng bị hạn chế bởi bộ chuyển đổi ADC tại tổng đài kết cuối ISP nên lưu lượng hướng xuống cũng bị giới hạn khoảng

30 Kbit/s Tuy nhiên hiện nay đường truyền từ các modem server của ISP tới CO được số hoá nên có thể bỏ qua bộ ADC và modem server tạo ra luồng tín hiệu số 64 Kbit/s gửi tới tổng đài kết cuối của thuê bao Bộ DAC ít bị suy hao và do đó thuê bao có thể nhận số liệu tốc độ 64 Kbit/s hướng xuống Trên thực tế, do DAC ở tổng đài phía thuê bao không tuyến tính và có tạp âm nên tốc độ hướng xuống đạt 56 Kbit/s Đây chính là cấu trúc của modem V.90, truyền dữ liệu tốc độ 56 kbit/s không đối xứng và phụ thuộc vào việc đầu cuối có bộ kết nối số hay không Cả hai

kỹ thuật modem V.34 và V.90 đều có hiệu suất sử dụng phổ tần vượt quá con số 10 bit/s/Hz Tuy nhiên hiệu suất này chỉ đạt được khi chất lượng đường dây cho phép,

tỷ số S/N trong khoảng 34÷38 dB, nếu không nó sẽ tự động chuyển về tốc độ thông thường

Đối với modem 56K thì nó yêu cầu một đầu kết cuối phải ở dạng số như chỉ ra trong hình 2.8

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, người 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 hưởng của chuyển đổi từ số sang tương tự nên ảnh hưởng của nhiễu lượng tử hầu như không có và tốc độ có thể đạt được 56 kb/s còn chiều lên do ảnh của chuyển đổi từ analog sang digital nên bị ảnh hưởng lớn của nhiễu lượng tử vì thế tốc độ đạt được 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 được

144 kb/s (nhưng 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 nhưng vẫn chưa thoả mãn truyền các dịch vụ đa phương tiện

Tóm tắt các đặc tính của các modem băng tần thoại như chỉ ra trong bảng 2.1

Năm Tên modem Kỹ thuật Độ rộng băng Tốc độ

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 phương

Bảng 2.1 Các đặc tính của modem băng tần thoại

pháp mã hoá tiến bộ kết hợp với sửa lỗi trước, tận dụng các tiến bộ trong xử lý tín hiệu số.

2.3 Cơ sở kỹ thuật của xDSL :

2.3.1 Các phương pháp điều chế :

Trong các hệ thống truyền dẫn để truyền được tín hiệu đi xa, có khả năng bức xạ tín hiệu vào không gian và để tăng tốc độ truyền dẫn người ta sử dụng các phương pháp điều chế tín hiệu, điều chế là một khái niệm dùng để chỉ một phương pháp sử dụng một tín khác (sóng mang) để truyền tín hiệu gốc (tín hiệu điều chế) Tín hiệu sóng mang có tần số cao và công suất đủ lớn được sử dụng để điều chế tín hiệu Tín hiệu gốc sẽ làm thay đổi tần số hoặc pha hoặc biên độ hoặc đồng thời nhiều tham số đó của tín hiệu sóng mang, tương ứng với chúng có các tên gọi riêng của phương pháp điều chế Tín hiệu điều chế có thể là tín hiệu tương tự hay tín hiệu số Trong hệ thống xDSL, người ta chủ yếu sử dụng hai phương pháp chính đó là DMT và CAP Chúng đều được xây dựng trên cơ sở của điều chế biên độ cầu phương vuông góc ( QAM ) vì vậy để hiểu được DMT và CAP trước tiên ta đi vào chi tiết của QAM

2.3.1.1 Điều chế QAM (Quadrature Amplitude Modulation)

QAM là phương pháp điều chế mà sóng mang là hai sóng sin và cosin có cùng tần

số Các sóng này được gửi đồng thời trên một kênh và trạng thái của mỗi sóng (gồm

cả biên độ và pha) được sử dụng để truyền tải thông tin (các bit) ít nhất là một chu

kỳ của các sóng mang truyền tải một tập các bit trước khi một tập các bit mới được truyền QAM đã được sử dụng từ lâu trong các modem băng tần thoại và cũng được dùng trong modem V34

Trong tín hiệu QAM thì tập các bít được truyền trong một ký hiệu, mỗi ký hiệu có gồm 2 bit, 4 bit, 6 bit,…, tương ứng với phương pháp điều chế có tên gọi là 4 QAM,

16 QAM, 64 QAM …, do chúng có 4 điểm, 16 điểm, 64 điểm trong sơ đồ chùm sao Chùm tín hiệu 16 QAM được chỉ ra trong hình 2.9

Khi bên thu thu được một ký tự QAM, do quá trình truyền mà vị trí của symbol này

đã bị thay đổi so với phía phát và vì vậy bên thu sẽ chọn điểm gần nhất (trong phân

bố chùm sao) với symbol nhận được Hình vẽ 2.10 minh hoạ cách hoạt động trong QAM

Sơ đồ khối của bộ điều chế QAM như hình vẽ 2.10, nhánh chứa dạng sóng cosin được gọi là nhánh đồng pha (in phase), biên độ của cosin được gọi là thành phần đồng pha I, nhánh chứa sin được gọi là nhánh vuông pha (quadrature branch), biên

độ sin được gọi là thành phần vuông pha Q

Các bit đầu vào được sắp xếp vào các điểm có toạ độ (x,y), vì vậy mà dạng sóng được truyền có dạng

π

τ

Ở đây τ là chu kỳ của sin và cosin, do tính trực giao mà các hàm sin và cosin còn được gọi là các hàm cơ bản

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 : VA(t)=Xicos(ωt)+Yisin(ωt)

Ở đây Xi là biên độ (cả dấu và độ lớn) của sóng cosin được mã hoá ở bộ phát và Yi

là biên độ (dấu và độ lớn) của sóng sin được mã hoá ở bộ phát Sau khi chuyển qua các khối nhân, ở điểm B, C tín hiệu nhận được có biểu thức

VB(t)=Xicos2(ωt)+Yisin(ωt)cos(ωt)

VC(t)=Xicos(ωt)sin(ωt)+Yisin2(ωt)Sau đó các tín hiệu ở điểm B, C độc lập chuyển qua các khối tích phân Các khối này tích phân trên một chu kỳ và thiết lập lại sau mỗi ký tự khi đó tín hiệu tại điểm

2.3.1.2 Điều chế CAP (carrierless amplitude and Phase)

Tương tự như 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 được dùng để kích thích bộ lọc số Bộ điều chế CAP như hình vẽ 2.13

Bộ điều chế có hai nhánh một nhánh đồng pha và một nhánh vuông pha, các đáp ứng xung của các bộ lọc số là cặp biến đổi hilbert Hai hàm tạo thành cặp biến đổi hilbert là trực giao với nhau Nhìn chung bất kỳ cặp Hilbert nào cũng có thể được sử dụng để tạo thành bộ điều chế CAP, nhưng thực tế CAP sử dụng sóng sin và sóng cosin đã được hạn tần cho một xung truyền Điển hình sự điều chế CAP được thực hiện với các bộ lọc số thay cho các bộ nhân đồng pha và vuông pha, do sóng mang không mang tin vì thế mà CAP không gửi sóng mang Hai bộ lọc số có biên độ cân bằng nhưng khác nhau về đáp ứng pha (900) Ta có thể thấy là CAP có nhiều tiến bộ hơn QAM do nó điều chế tín hiệu trong miền số vì vậy mà tận dụng được các ưu việt trong sử lý số, tiết kiệm chi phí, …, nhưng do CAP không có sóng mang vì vậy

mà không cố định chùm sao, để khắc phục điều này, một bộ thu CAP phải có chức năng quay để phát hiện ra vị trí tương quan của chùm sao CAP cũng sử dụng toàn

bộ băng tần (ngoại trừ băng tần dùng cho thoại), nó triển khai ghép kênh phân chia theo tần số để phân tách hướng lên và hướng xuống Từ sơ đồ điều chế, tín hiệu tại các điểm đã chỉ ra có dạng:

tương tự tín hiệu tại điểm D có dạng

VD(t)=Yih^(t-iτ)

tín hiệu đầu ra có dạng

VE(t)= Xih(t-iτ)+ Yih^(t-iτ)

Tín hiệu đi đến bộ giải điều chế CAP đầu tiên đi vào bộ chuyển đổi từ tương tự sang

số (A/D) rồi đi vào các bộ lọc thích ứng, các thiết bị quyết định và sau đó được đưa đến bộ giải mã tương ứng với mã hoá đã được sử dụng ở bộ phát Thiết bị quyết định và các bộ lọc thích ứng tạo thành bộ cân bằng thích ứng để bù đắp lại suy hao

và méo do đường truyền gây ra Sơ đồ bộ giải điều chế CAP như hình 2.14

Trong ADSL, một bộ điều chế CAP có kích thước chòm sao là luỹ thừa của 2 có giá trị giữa 8 và 256, (phải có giá trị nhỏ nhất là 8 là vì CAP được kết hợp với mã lưới,

mà mã lưới là có ít nhất một cặp bit đầu vào để cho ra 3 bit đầu ra, do đó đầu vào bộ

mã hoá CAP phải có ít nhất là 3 bit) Vì vậy đầu vào tới khối điều chế từ khối mã hoá lưới phải là từ 3 bit (cho 8 CAP) đến 8 bit (cho 256-CAP) FDM được sử dụng

để phân chia phổ tần cho đường xuống và đường lên trong ADSL sử dụng điều chế CAP ECHO không được sử dụng với CAP

Phổ tần dùng cho CAP như hình vẽ 2.15

DMT là kỹ thuật điều chế đa sóng mang DMT phân chia phổ tần số thành các chu

kỳ ký hiệu mang một số bit nhất định Những bit này được mang trong những âm tần có tần số hoạt động khác nhau Trong ADSL, dải tần 26 kHz-1,1 MHz được chia

thành 256 kênh FDM 4 kHz, điều chế và mã hoá DMT được áp dụng cho từng kênh Nếu ở mọi tần số trong dải tần đều có thể hoạt động tốt thì mỗi chu kỳ tín hiệu có thể mang cùng một số bit như hình 2.16

Tuy nhiên, ảnh hưởng tạp âm lên các tần số khác nhau cũng khác nhau Vì vậy các kênh con hoạt động ở những miền tần số chất lượng cao sẽ mang nhiều bit hơn những tần số bị ảnh hưởng mạnh của nhiễu Số bit trên mỗi kênh con (tone) được điều chế bằng kỹ thuật QAM và đặt trên một sóng mang FDM

Hình 2.17 thể hiện khả năng điều chỉnh số bit trên mỗi kênh theo các tần số khác nhau của DMT Số bit được gửi qua mỗi kênh con có thể đáp ứng với chất lượng đường truyền ở tần số hoạt động của kênh đó

Ở những tần số thấp đôi dây đồng bị suy hao ít, SNR cao thường sử dụng phương pháp điều chế lớn hơn 10 bit/s/Hz Trong những điều kiện chất lượng đường dây xấu, phương pháp điều chế có thể thay đổi 4bit/s/Hz hoặc thấp hơn để phù hợp với SNR và tránh được nhiễu

Hơn nữa, DMT có thể tránh phát ở những dải tần số riêng có xuyên âm quá lớn hoặc bị nhiễu RFI như chỉ ra ở hình 2.18

Sơ đồ khối một hệ thống truyền dẫn DMT được đưa ra ở hình 2.19 DMT được xây dựng trên cơ sở QAM, nhiều bộ điều chế QAM với các cặp tần số sin và cosin khác nhau được sử dụng để cùng điều chế cho một luồng số liệu, mỗi bộ điều chế nhận một tập các bit từ luồng số liệu đó Các giá trị đầu ra từ các bộ mã hoá QAM này được cộng lại với nhau và cùng được gửi trên một kênh Dạng sóng này là một ký

tự DMT đơn giản Tại đầu thu luồng số liệu lại được tách riêng nhờ các bộ lọc khác nhau và sau đó được giải mã QAM độc lập nhau

2.3.2 Phát hiện và sửa lỗi

Do môi trường truyền dẫn thông tin của đôi dây đồng chịu ảnh hưởng của nhiều nguồn nhiễu như xét ở trên làm số liệu thu có thể bị lỗi nên cần đưa thêm các bit phát hiện và sửa lỗi Nhược điểm của việc đưa thêm các bit là giảm dung lượng thực

và gây trễ trong quá trình truyền số liệu Càng nhiều bit phát đi để phát hiện và sửa lỗi thì càng ít các bit mang thông tin Thời gian trễ thông thường từ vài ms tới nhiều giây

Có hai phương pháp cơ bản để phát hiện và sửa lỗi được sử dụng trong truyền dẫn DSL là mã khối và mã xoắn Trong mã khối, luồng thông tin được chia thành các

khối có độ dài bằng nhau được gọi là các khối bản tin Các bit dư được bổ xung vào các khối theo một thuật toán nhất định phụ thuộc vào loại mã được sử dụng Mã khối có thể phát hiện và sửa một hay nhiều bit thông tin Mã xoắn được tạo ra bằng cách cho một chuỗi bit thông tin đi qua các tầng nhớ thường là các thanh ghi dịch

tuyến tính hạn chế trạng thái Điểm khác biệt cơ bản với mã khối là bộ lập mã phải

có bộ nhớ để lưu giữ thời điểm trước Ví dụ bộ mã hoá xoắn tốc độ 1/ 2 tạo ra 2 bit cho mỗi bit đầu vào Quan hệ giữa đầu ra và đầu vào bộ mã hoá càng lớn, các bit dư càng lớn thì chống lỗi càng tốt Ví dụ, bộ mã hoá xoắn tốc độ 1/ 4 có khả năng chống lỗi tốt hơn bộ mã xoắn tốc độ 1/ 2 Tuy nhiên, bộ mã xoắn 1/ 4 tạo ra 4 bit cho mỗi bit đầu vào của số liệu người sử dụng nên nếu dung lượng kênh truyền là

40 kbit/s thì người sử dụng chỉ gửi số liệu với tốc độ 10 kbit/s Do đó phát hiện và sửa lỗi làm giảm dung lượng hệ thống

Những kiểu phát hiện và sửa lỗi khác nhau được sử dụng trong hệ thống xDSL tuỳ thuộc loại dịch vụ của khách hàng Ví dụ lỗi xảy ra trong các dịch vụ truyền thoại số hoặc truyền hình quảng bá có thể chấp nhận được nhưng không chấp nhận lỗi khi truyền tải các file chương trình phần mềm Do vậy, khách hàng có thể sẵn sàng chấp nhận tốc độ lỗi cao hơn trong các ứng dụng truyền thông gần thời gian thực để có băng thông cao hơn Để thoả hiệp giữa thời gian trễ và hao phí băng thông, hầu hết các kỹ thuật xDSL đều đưa ra ít nhất hai loại kênh truyền thông nhanh và chậm Các kênh nhanh thường tránh lỗi ít nhưng truyền tải các bản tin có trễ ngắn Các kênh chậm có thể chống lỗi tốt nhưng trễ vài giây

Kết quả của những công cuộc nghiên cứu đưa vào sử dụng toàn bộ băng thông của đường dây đồng gồm cả dải tần số phía trên dải tần số thoại cùng những tiến bộ kỹ thuật của giải pháp xDSL đã tận dụng được các mạch vòng cáp đồng có mặt ở khắp nơi trên thế giới Với tốc độ truyền dữ liệu hàng chục Mbit/s, những modem xDSL

sẽ thay thế toàn bộ các modem tương tự cũ để cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu chất lượng cao trong tương lai

2.4 Những khó khăn về kỹ thuật khi triển khai dịch vụ DSL

2.4.1 Tương thích phổ khi triển khai các công nghệ xDSL

Tương thích phổ là thuật ngữ nói về mức độ xuyên âm lẫn nhau giữa các dịch vụ DSL hoặc giữa DSL và các trạm phát tần số vô tuyến

Tương thích phổ giữa các hệ thống DSL là một vấn đề cần quan tâm khi xây dựng một kỹ thuật mới vì phải đảm bảo khi lắp đặt các thiết bị modem cung cấp một dịch

vụ mới vào hệ thống sẽ không gây lỗi tới các dịch vụ khác đang hoạt động và ngược lại những thiết bị đã có cũng không được gây cản trở cho quá trình triển khai dịch

vụ mới Tương thích phổ liên quan tới khả năng chồng lấn các băng tần truyền dẫn trên các loại DSL khác nhau trong cùng một bó cáp, thậm chí trên cùng một cáp Vì DSL làm việc ở tần số cao nên mức xuyên âm đủ lớn để gây nhiễu các dịch vụ khác ảnh hưởng của xuyên âm làm giảm mật độ phổ công suất (PSD) nên thực tế sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới khoảng cách truyền tải của các hệ thống DSL

Hình 2.20 So sánh cự ly truyền dẫn của hệ thống IDSN khi triển

khai các dịch vụ khác trong cùng bó cáp 50 đôi

Mặt nạ tạp âm ADSL (ADSL noise mask) xác định PSD lớn nhất cho phép của tạp

âm trong dải tần ADSL Vì vậy, nếu đã lắp đặt các hệ thống có PSD lớn hơn như các hệ thống ISDN-PRA thì sẽ gây mức nhiễu AWGN cao cho ADSL và làm giảm dải tần hoạt động của các hệ thống sử dụng kỹ thuật FDM SDSL cũng ảnh hưởng nhiều đến ADSL vì tạo ra NEXT vượt quá mặt nạ tạp âm ADSL khoảng 200 kHz

Hệ thống VDSL phải có tần số cắt thấp hơn khoảng 1 MHz để tương thích phổ với ADSL

Trên thực tế, cần chú ý các mạch T1/E1 Những mạch T1/E1 đã phát triển từ nhiều năm bởi các công ty điện thoại và được thiết kế, chuẩn hoá vào thời gian mà các kỹ thuật truyền dẫn chưa có khái niệm về hiện tượng tương thích phổ Những mạch T1/E1 truyền dịch vụ số 1,544Mbit/s / 2,048 Mbit/s sử dụng các loại mã đường dây không hiệu quả (AMI/ HDB3) lãng phí băng tần và năng lượng, xuyên âm từ dịch

vụ này lớn hơn bất kỳ một dịch vụ nào khác Đối với các hệ thống ISDN là hệ thống truyền dẫn đối xứng sử dụng kỹ thuật khử tiếng vọng nên chiụ ảnh hưởng lớn của nhiễu tự xuyên âm (SNEXT) Hình 2.20 so sánh phạm vi phục vụ của hệ thống ISDN trong trường hợp triển khai các hệ thống ADSL, SDSL, HDSL hoặc chỉ có ISDN trong bó cáp 50 đôi.Hình 2.21 chỉ ra những băng thông khác nhau của các tín hiệu xDSL và những mức công suất gần đúng Có thể thấy là những dịch vụ mới hơn có xu hướng sử dụng băng thông rộng hơn và phổ công suất ít hơn các dịch vụ đang tồn tại

Khi một dịch vụ DSL được triển khai trên một vùng có mật độ thuê bao cao thì đặc biệt phải chú ý tới vấn đề tự xuyên âm của các đôi dây gần nhau cùng cung cấp một dịch vụ Đây là kiểu tương thích phổ quan trọng nhất vì phổ của cùng một loại tín hiệu sẽ chồng lấn hoàn toàn lên nhau gây mức nhiễu lớn nhất

Bức xạ từ những đường dây điện thoại xoắn đôi mang các tín hiệu DSL đã trở nên ngày càng quan trọng Vì các kỹ thuật xDSL sử dụng băng thông lớn nên chồng lấn nhiều sang băng tần vô tuyến Truyền dẫn ADSL chồng lẫn lên phần băng tần sử dụng cho vô tuyến AM Tín hiệu VDSL có thể gây ra một mối nguy hại đáng kể cho dịch vụ vô tuyến nghiệp dư, tuy nhiên VDSL trong hệ thống thiết kế theo tiêu chuẩn, giảm PSD xuống –80 dBm/Hz trong băng tần radio sẽ hạn chế được ảnh hưởng này

2.4.2 Kiểm tra chất lượng mạch vòng :

Do các kỹ thuật DSL không thể hoạt động ở một mạch vòng quá dài hay có nhiều cầu nối rẽ nên cần phải xác định xem những mạch vòng có khả năng hỗ trợ các dịch vụ DSL không trước khi triển khai dịch vụ Trước đây, người ta thường đo khoảng cách từ tổng đài tới thuê bao theo đường thẳng trên bản đồ nên dẫn đến những ước tính không chính xác Điều này dễ làm cho các nhà cung cấp mắc sai lầm khi cố gắng cung cấp dịch vụ cho những khách hàng không nằm trong vùng phục vụ và có thể bỏ qua những khách hàng hoàn toàn có khả năng truy nhập dịch

vụ Ngày nay các thiết bị đó đã được cải tiến và cho những kết quả đo khá chính xác Nhờ vậy, chi phí cho các nhà cung cấp dịch vụ giảm xuống và các dịch vụ DSL sẵn sàng phục vụ nhiều khách hàng hơn

Có hai giải pháp kiểm tra chất lượng mạch vòng Thứ nhất là kiểm tra theo yêu cầu Khi một khách hàng gọi cho nhà cung cấp dịch vụ để yêu cầu dịch vụ thì người ta khởi tạo một quá trình phân tích mạch vòng kết nối giữa tổng đài và khách hàng đó Việc này cần có một người phân tích đặc diểm mạch vòng được lưu trữ trong cơ sở

dữ liệu và một người khác thực hiện công việc đo kiểm với các thiết bị đo hoặc có

thể truy nhập trực tiếp tới một hệ thống kiểm tra mạch vòng đặt ở tổng đài Nói chung cách này có chi phí cao và trả lời chậm nên không được sử dụng rộng rãi Cách thứ hai là xác định trước chất lượng của mọi mạch vòng kết nối tới tổng đài trước khi khách hàng yêu cầu Việc này rất có ý nghĩa cho các nhà cung cấp dịch vụ định hướng phát triển dịch vụ trong một khu vực nào đó Nghĩa là dựa vào kết quả kiểm tra, nhà cung cấp dịch vụ sẽ đảm bảo việc triển khai các dịch vụ DSL trong khu vực đó, khả năng hỗ trợ băng thông của mạch vòng thuê bao, giảm chi phí lắp đặt, hạn chế sự can thiệp của con người, cho phép thuê bao tự lắp đặt CPE.

Quá trình kiểm tra xác nhận trước thường được tiến hành ban đầu để xem mạch vòng có khả năng hỗ trợ các dịch vụ DSL không và xác nhận tốc độ và độ tin cậy của kỹ thuật xDSL phù hợp với trạng thái mạch vòng đó

Như đã phân tích ở chương trước, có bốn nhân tố chính ảnh hưởng tới việc triển khai xDSL Nhân tố đầu tiên và quan trọng nhất là chiều dài mạch vòng gồm cả những cầu nối rẽ Thứ hai là kiểu kiến trúc mạng Thứ ba là ảnh hưởng của tạp âm nền nói chung, gồm cả tạp âm nhiệt, tạp âm xung Cuối cùng là tạp âm từ các hệ thống xDSL khác (NEXT, FEXT và SNEXT)

Kiểm tra chiều dài mạch vòng: Bản thân dây dẫn cũng làm suy hao tín hiệu Mạch

vòng càng dài, suy hao càng lớn dẫn đến giảm tốc độ truyền dẫn Tốc độ truyền dẫn

có thể đạt tới của xDSL tỷ lệ nghịch với chiều dài mạch vòng do đó nhất thiết phải biết chiều dài mạch vòng để thiết lập tốc độ dịch vụ tương ứng có thể cung cấp qua mạch vòng đó Các phép đo điện dung tại một phía kết cuối (thường từ tổng đài nội hạt) có thể xác định nhanh chóng, chính xác tổng chiều dài mạch vòng gồm cả các cầu nối rẽ với chi phí thấp Chiều dài mạch vòng cũng có thể được xác định bằng cách đo điện trở nhưng phương pháp này ít được sử dụng vì cần cử người tới nhà khách hàng để đấu nối hai đầu dây Do vậy, thay vì tốn chi phí cử nhân viên đi và tính toán suy hao gián tiếp qua phép đo chiều dài mạch vòng thì phương pháp kiểm tra trước chất lượng mạch vòng thực hiện đo suy hao đầu cuối-tới-đầu cuối sử dụng

âm tần riêng của xDSL đưa ra chỉ báo suy hao một cách trực tiếp

Những cuộn gia cảm được sử dụng để mở rộng chiều dài mạch vòng trong truyền dẫn tín hiệu thoại nhưng cản trở việc truyền tín hiệu số nên cần loại bỏ khi triển khai dịch vụ xDSL Hiện nay, do sử dụng các hệ thống sóng mang mạch vòng trung gian nên chiều dài mạch vòng được rút ngắn dươí 5,4 km nên không cần các cuộn gia cảm Tuy nhiên vẫn còn một số cuộn chưa được tháo bỏ Thiết bị kiểm tra yêu cầu phải phát hiện được ít nhất là cuộn gia cảm đầu tiên trên mạch vòng và vị trí của

nó Sau đó các phương tiện loại bỏ cuộn gia cảm này sẽ kiểm tra xem có cuộn phụ nào không Vấn đề này tồn tại chủ yếu ở Mỹ

Cầu nối rẽ có thể tồn tại giữa tổng đài và thuê bao hoặc ở xa hơn thuê bao ảnh hưởng của cầu nối rẽ vào dịch vụ xDSL liên quan trực tiếp tới vị trí, chiều dài và cỡ dây, loại dịch vụ xDSL đang triển khai và tần số hoạt động của hệ thống Đây cũng