CÔNG NGHỆ XDSL

CÔNG NGHỆ XDSL

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

Tiểu luận:

CÔNG NGHỆ xDSL

GVHD: ThS.Lê Văn Hùng

NỘI DUNG 1.Tổng quát công nghệ xDSL và nguyên lý xDSL

2 Các phiên bản xDSL và các kỹ thuật sử dụng

3.Tổng quan ADSL

4.Cấu trúc của mạng ADSL và các kỹ thuật điều chế 5.Các ứng dụng của ADSL.

CÔNG NGHỆ xDSL

I. TỔNG QUAN xDSL

1 Lịch sử

. Xuất hiện năm 1989, từ J.W Lechleider và các kỹ sư thuộc hãng Ballcore.

.Tháng 10/1998 ITU thông qua bộ tiêu chuẩn xDSL theo khuyến nghị G9221.1 gần giống với khuyến nghị ANSI T1.413.

CÔNG NGHỆ xDSL

I. TỔNG QUAN xDSL

3 Đặc điểm

.Công nghệ xDSL ngày xưa chỉ là hệ thống số để thay thế công nghệ truyền số ISDN đã có

.Ngày nay xDSL cho phép truyền cả số và tương tự trên cùng một đôi cáp xoắn với tốc độ cao hơn rất nhiều

.Hệ thống xDSL đầu tiên là HDSL (High speed Digital Subscrier Line)

CÔNG NGHỆ xDSL

I. TỔNG QUAN xDSL

3 Đặc điểm

.Sau đó công nghệ điều chế mới hiệu quả hơn dùng ADSL (Asymmetric Digital subscieber Line)

. Để nâng cao hiệu quả các thiết bị sử dụng ISDN thì một công nghệ DSL ra đời tương ứng với ISDN gọi là IDSL

- Truy nhập Internet - Đào tạo từ xa

- Truyền dữ liệu - Truy nhập LAN từ xa

- Hội nghị truyền hình - Game trực tuyến

CÔNG NGHỆ xDSL

I. TỔNG QUAN xDSL

4 Lợi ích

.Ngoài ra cách mạng công nghệ DSL còn giải quyết bài toán khó trong việc truy nhập ngày nay

- Tốc độ thấp do thiếu băng thông truyền hẹp

- Chiếm đường điện thoại khi truy nhập dữ liệu

- Nghẽn mạng chuyển mạch

- Giảm giá thành đầu tư mạng cáp

* II Nguyên lý xDSL

1. Cấu trúc xDSL

II Nguyên lý xDSL

1.1 DSLAM

DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) cho phép ghép nhiều users truyền chung vào 1 đường truyền tốc độ cao Việc sử dụng công nghệ DSLAM này làm giảm số đường kết nối vật lý giữa CO với đường trục Kỹ thuật ghép kênh trong DSLAM có thể là TDM, Frame Relay, IP, ATM.

III.CÁC PHIÊN BẢN CỦA xDSL

Sự khác biệt giữa các phiên bản của DSL là về tốc độ dữ liệu truyền trên cáp đồng Tùy theo từng loại ứng dụng mà sử dụng loại xDSL cho phù hợp

Các phiên bản của xDSL có thể chia ra làm 2 nhóm

- Nhóm đối xứng : Symmetric

- Nhóm không đối xứng: Asymmetric

 Nhóm xDSL đối xứng: loại này cho phép truyền với tốc độ bằng nhau theo cả hai hướng từ users đến mạng lõi và ngược lại Loại này phù hợp cho các ứng dụng như Video conferencing hay kết nối luồng E1/T1

 Nhóm xDSL không đối xứng: Loại này cho phép truyền với tốc độ khác nhau theo cả hai hướng từ users đến mạng lõi và ngược lại Tốc độ truyền dữ liệu phụ thuộc vào hướng truyền (hướng lên:

upstream từ users đến mạng lõi, hướng xướng: Downstream từ mạng lõi về users) Loại này thích hợp cho các dịch vụ như: Truy cập internet, Video on demand sử dụng tốc độ downstream nhanh hơn tốc

độ upstream.

Các phiên b n DSL ả

Các phiên bản của DSL gồm có:

1 IDSL (ISDN Digital Subscriber Line)

IDSL được phát triển từ Basic Rate ISDN và còn được gọi là ISDN DSL vì tốc

độ truyền dữ liệu của nó cũng gần giống với tốc độ truyền dữ liệu của ISDN Nó cũng sử dụng mã đường truyền giống như ISDN là 2B1Q Tuy nhiên dạng dữ liệu và ứng dụng của IDSL thì khác ISDN.

Sự khác biệt cơ bản giữa IDSL và ISDN:

- IDSL không sử dụng quay số (dial-up) ( còn trong ISDN thì có)

- IDSL không qua hệ thống tổng đài thoại CO mà chỉ kết nói vào thiết bị Router tương ứng tại CO, còn ISDL thì phải qua hệ thống chuyển mạch thoại.

 Tốc độ hỗ trợ IDSL: 64, 128, 144 kbps ( symmetric)

 Số đôi cáp đồng sử dụng: 1

 Khoảng cách truyền: 8 Km ( 0.5 mm, 24AWG)

 Ứng dụng: Game trực tuyến và audio/video tốc độ thấp

2 HDSL (High-Speed Digital Subscriber Line), HDSL-2 và SHDSL (Single-pair HDSL)

Hình 1 :Kỹ thuật HDSL trên nền tảng của dịch vụ DS-1

Trong kỹ thuật HDSL, luồng T1 được truyền trên 2 đôi dây cáp đồng Mỗi đôi mang 12 kênh thoại 64 kbit/s cùng các thông tin mào đầu tạo thành tốc độ truyền dẫn là 784 kbit/s, bên cạnh đó dữ liệu được truyền theo kiểu song công có thể triệt tiếng dội trên đường truyền

Kỹ thuật HDSL cũng sử dụng mã đường truyền 2B1Q như ISDN và nhưng không cần đến các trạm tiếp vận, ngoài ra nó mang tải trọng T1 hay E1 trên hai mạch vòng thuê bao, mỗi vòng phát và thu một nửa phần tải trọng (768kbit/s hay 1.128kbit/s), bằng cách chia dịch 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 Bên cạnh đó HDSL cũng sử dụng kỹ thuật điều chế CAP để giảm nhiễu tốt hơn

 HDSL-2

Kỹ thuật HDSL-2 là kỹ thuật cải tiến của kỹ thuật HDSL

 Kỹ thuật này giải quyết được một số hạn chế của kỹ thuật HDSL thông thường Ðó là chỉ sử dụng một đôi sợi mà vẫn truyền tải được tốc độ như HDSL thông thường

 Trong HDSL có thể dùng mã đường truyền 2B1Q hoặc sử dụng phương pháp CAP cho điều chế tín hiệu, đồng thời cũng có thể sử dụng kỹ thuật ghép kênh theo tần số hoặc kỹ thuật xoá tiếng vọng để phân bố băng tần hoạt động trên mạch vòng thuê bao cáp đồng.

Hình 2: băng tần HDSL-2 sử dụng phương pháp điều chế CAP kết

hợp với ghép kênh theo tần số hoặc kỹ thuật xóa tiếng vọng

pháp cử dụng CAP kết hợp với kỹ thuật xoá tiếng vọng để giảm thiểu băng tần hoạt động của HDSL-2 trong khoảng từ 0 tới 230 kHz Nhờ đó phạm vi phục vụ của kỹ thuật này có thể lên tới 3,6 km.

Hình 3: so sánh kỹ thuật 2B1Q và CAP

SHDSL

SHDSL là công nghệ kết hợp của HDSL-2 và SDSL với tốc độ thay đổi từ 192kbps đến 2.134 Mbps, khoảng cách tương ứng với tốc độ tối đa là 2 Km Trong thực tế, nó có thể cấu hình ở dạng 2 đôi dây cung cấp tốc độ từ 384kbps đến 4.264 Mbps.

3 ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)

ADSL là công nghệ DSL bất đối xứng, nó rất thích hợp cho ứng dụng Video-on-demand và truy cập internet ADSL là kỹ thuật tương thích với các ứng dụng tốc độ cao khi dùng điều chế DMT Thiết bị ADSL có thể dùng FDM hoặc khử tiếng dội

Hình 4: kỹ thuật FDM và Echo cancellation

ADSL có thể cho tốc độ downstream từ 384 kbps đến 8 Mbps, với chiều dài 5.5 Km Tốc độ upstream từ 64 kbps đến 768 kbps

ADSL chủ yếu dùng để truy cập internet trên cùng đôi cáp đồng của POTS (Plain old

Telephone Sever) thông qua POTS Splitters

So với tất cả các kỹ thuật DSL thì ADSL là một trong những kỹ thuật được chuẩn hoá nhiều nhất.

4 ADSL Lite (G.Lite) (Splitterless ADSL)

G.Lite cung giống như ADSL nhưng không dùng splitter tại phía khách hàng G.Lite dùng kỹ thuật điều chế DMT và có tốc độ downstream 1.5 Mbps G.Lite cũng dùng chung một đường dây điện thoại của POTS để truy cập internet và chỉ dùng splitter tại phía CO Và khoảng cách truyền là từ 3 8Km

Hinh 6: Phổ tần của ADSL và G.Lite

5 VDSL (Very high-Speed Digital Subscriber Line)

VDSL hỗ trợ cả 2 modes đối xứng và không đối xứng VDSL cho tốc độ downstream đến 52Mbps với khoảng cách 0.3Km và tốc độ 13Mbps với khoảng cách 1Km Trong modes đối xứng VDSL đạt tốc độ 26Mbps với khoảng cách 0.3 Km và tốc độ 13Mbps cho 1Km VDSL rất thích hợp cho các ứng dụng băng thông rộng trong tương lại VDSL chỉ sử dụng có 1 đôi cáp đồng trong tuyền tải dữ liệu và khoảng cách truyền tốc đa của kỹ thuật VDSL là 300m Trong VDSL, cả hai kênh số liệu đều hoạt động ở tần số cao hơn tần số sử dụng cho thoại của ISDN nên cho phép cung cấp đồng thời dịch vụ dữ liệu tốc độ cao và dịch vụ hiện có (thoại, ISDN)

Khi cần tăng tốc độ luồng xuống hoặc ở chế độ đối xứng thì VDSL xử dụng kỹ thuật triệt tiếng vọng Ứng dụng công nghệ VDSL trong truy cập dịch vụ băng rộng như: Internet tốc độ cao, Video theo yêu cầu.

Hình 7: Các ứng dụng của VDSL.

IV.KỸ THUẬT SỬ DỤNG TRONG xDSL

Mã dường dây là một dạng thông tin truyền trên đường dây Mã đường dây trong hệ thống xDSL

là kiểu điều chế ban đầu Loại mã đường dây xác định tính hiệu quả của việc truyền dữ liệu Trong hệ thống xDSL sử dụng các kiểu điều khiển sau:

. 2B1Q: kỹ thuật 2B1Q là sự mã hóa biên độ 4 mức dùng ISDN, IDSL và HDSL

Kỹ thuật này cho sử dụng băng thông hiệu quả gấp 2 lần nhưng mức biên độ của nó chỉ bằng với

mã nhị phân thường.

 QAM: Là kiểu điều chế kết hợp giữa điều chế biên độ và pha để phân phối số lượng lớn bits/Hz của băng thông Trong QAM một kênh tín hiệu số dùng pha và kênh khác dùng biên độ QAM được dùng trong modems VDSL bởi vì sử dụng công suất thấp và ít phức tạp hơn nhiều kiểu điều chế khác.

Hình 8: Biểu đồ điều chê của binary, 2B1Q, QAM

 CAP : Điều chế CAP thì giống với QAM Ở đây có sự khác nhau là pha của tín hiệu sóng mang sẽ được dịch chuyển liên tục CAP cho phép giảm nhiễu xuyên kênh và quá trình điều chế được đơn giản hơn.

D/A LPF

A/D

Bé läc thÝch øng I

Bé läc thÝch øng II

Bé sö lý Gi¶i m·

 DMT: Sử dụng viêc truyền phân chia thành nhiều kênh nhỏ thay vì sử dụng một kênh DMT chia một luồng tín hiệu truyền tốc độ cao thành nhiều luồng tín hiệu thấp hơn và các luồng này được điều chế thành nhiều kênh nhỏ Khi nhận thì các kênh nhỏ có tốc độ thấp được kết hợp lại thành luồng dữ liệu có tốc độ cao DMT được sử dụng chủ yếu trong models ADSL DMT cho phép các kênh nhỏ truyền đi nhanh nhất, quá trình truyền nếu có lỗi xảy ra làm cho các kênh nhỏ này không thể truyền đi được dữ liệu thì nó sẽ chuyển qua sử dụng các kênh còn lại

Công xuất tín hiệu

Tần số (KHz)

4

Đường xuống Đường lên

256 channels

Khoảng cách kênh 4.3125 kHz

Hình 9: Băng tần mã hoá DMT

32 Kênh con 218 Kênh Con

* Giới thiệu tổng quát về ADSL

1. Khái niệm về ADSL

2. Cơ chế hoạt động của ADSL

3. Các thành phần của ADSL về phía khách hàng

4. Các thành phần ADSL từ phía nhà cung cấp dịch vụ

5. Mô hình tham chiếu của ADSL

6. Cấu trúc mạng sử dụng công nghệ ADSL

7. Ưu điểm của ADSL so với PSTN & ISDN

* 1 Khái niệm về ADSL

Hiểu một cách đơn giản nhất, ADSL là sự thay thế với tốc độ cao cho thiết bị Modem hoặc

ISDN giúp truy nhập Internet với tốc độ cao và nhanh hơn ADSL là công nghệ thông tin băng rộng mới cho phép truy nhập tốc độ rất cao tới Internet và mạng thông tin số liệu bằng cách sử dụng đường dây điện thoại sẵn có tại nhà ADSL vượt trội các Modem điện thoại thông thường ở mọi khía cạnh

* 1 Khái niệm về ADSL

Các bi u đ sau ch ra các t c đ cao nh t có th đ t đ ể ồ ỉ ố ộ ấ ể ạ ượ c gi a các d ch v cung c p ữ ị ụ ấ

ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line - đó là đường thuê bao số không đối xứng

*Asymmetric: Tốc độ truyền không giống nhau ở 2 chiều Tốc độ của chiều xuống (mạng -> thuê bao) có thể nhanh

gấp 10 lần so với tốc độ của chiều lên (thuê bao -> mạng) Ðiều nàytuyệt vời cho việc khai thác dịch vụ Internet khi

mà chỉ cần nhấn chuột (tương ứng với lưu lượng nhỏ thông tin mà thuê bao gửi đi) là có thể nhận được một lưu lượng lớn dữ liệu tải về từ Internet.

*Digital: Các Modem ADSL hoạt động ở mức bit (0 & 1) và dùng để chuyển thông tin số hoá giữa các thiết bị số như

các máy tính PC Chính ở khía cạnh này thì ADSL không có gì khác với các Modem thông thường.

*Subscriber Line: ADSL tự nó hoạt động trên đường dây thuê bao bình thường nối tới tổng đài nội hạt Ðường dây

thuê bao này vẫn có thể được tiếp tục sử dụng cho các cuộc gọi đi hoặc nghe điện thoại cùng một thời điểm thông qua thiết bị gọi là "Splitters" có chức năng tách thoại và dữ liệu trên đường dây.

* 2 Cơ chế hoạt động của ADSL

ADSL tìm cách khai thác phần băng thông tương tự còn chưa được sử dụng trên đường dây nối từ thuê bao tới tổng đài nội hạt Ðường dây này được thiết kế để chuyển tải dải phổ tần số (frequency spectrum) chiếm bởi cuộc thoại bình thường Tuy nhiên, nó cũng có thể chuyển tải các tần số cao hơn dải phổ tương đối hạn chế dành cho thoại Ðó là dải phổ

mà ADSL sử dụng.

Phân bổ phổ tần trên đường dây điện thoại

* 2 Cơ chế hoạt động của ADSL

Thoại cơ bản sử dụng dải tần số từ 300Hz tới 3400Hz.

Thoại và dữ liệu ADSL chia sẻ cùng một đường dây thuê bao nhờ các Splitter được sử dụng để đảm bảo

dữ liệu và thoại không xâm phạm lẫn nhau trên đường truyền.

Các tần số mà mạch vòng có thể chuyển tải, hay nói cách khác là khối lượng dữ liệu có thể chuyển tải sẽ phụ thuộc vào các nhân tố sau:

*Khoảng cách từ tổng đài nội hạt.

*Kiểu và độ dày đường dây.

*Kiểu và số lượng các mối nối trên đường dây.

*Mật độ các đường dây chuyển tải ADSL, ISDN và các tín hiệu phi thoại khác.

*Mật độ các đường dây chuyển tải tín hiệu radio.

* 3 Các thành phần của ADSL về phía khách hàng

Modem ADSL kết nối vào đường dây điện thoại (còn gọi là local loop) và đường dây này nối tới thiết bị tổng đài nội hạt

Modem ADSL sử dụng kết hợp một loạt các kỹ thuật xử lý tín hiệu tiên tiến nhằm đạt được tốc độ băng thông cần thiết trên đường dây điện thoại thông thường với khoảng cách tới vài km giữa thuê bao và tổng đài nội hạt

* 3 Các thành phần của ADSL về phía khách hàng

ADSL hoạt động bằng cách vận hành cùng lúc nhiều modem, trong đó mỗi modem sử dụng phần

băng thông riêng có thể

Sơ đồ trên ta có thể nhận thấy ADSL sử dụng rất nhiều modem riêng lẻ hoạt động song song để khai thác băng thông tối đa và cung cấp một tốc độ rất cao

* 3 Các thành phần của ADSL về phía khách hàng

Mỗi đường kẻ sọc đen ở trên thể hiện một modem và chúng hoạt động tại các tần số hoàn toàn khác nhau Trên thực tế có thể tới 255 modem hoạt động trên một đường ADSL Ðiểm đặc biệt ở chỗ ADSL sử dụng dải tần số

từ 26kHz tới 1.1MHz Tất cả 255 modems này được vận hành chỉ trên một con chíp đơn.

* 3 Các thành phần của ADSL về phía khách hàng

Mạch vòng / Local Loop

'Local loop' là các đường dây điện thoại bình thường nối từ vị trí người sử dụng tới công ty điện thoại.

* 4 Các thành phần ADSL từ phía nhà cung cấp dịch vụ

Click to edit Master text styles

-DSLAM - DSL Access Multiplexer

-BAS - Broadband Access Server

-ISP - Internet Service Provider

* 4 Các thành phần ADSL từ phía nhà cung cấp dịch vụ

DSLAM

DSLAM là thiết bị đặt ở phía tổng đài, là điểm cuối của kết nối ADSL Nó chứa vô số các modem ADSL bố trí về một phía hướng tới các mạch vòng và phía kia là kết nối cáp quang.

Một thiết bị DSLAM có thể tập hợp nhiều kết nối thuê bao ADSL - có thể nhiều tới hàng trăm thuê bao - và tụ lại trên một kết nối cáp quang Sợi cáp quang này thường được nối tới thiết

bị gọi là BAS - Broadband Access Server, nhưng nó cũng có thể không nối trực tiếp tới BAS vì BAS có thể được đặt tại bất

cứ đâu.

* 4 Các thành phần ADSL từ phía nhà cung cấp

dịch vụ

Broadband Access Server (BAS) là thiết bị đặt giữa DSLAM và POP của ISP Một thiết bị

BAS có thể phục vụ cho nhiều DSLAM

Các giao thức truyền thông được đóng gói để truyền dữ liệu thông qua kết nối ADSL, vì vậy mục đích của BAS là mở gói để hoàn trả lại các giao thức đó trước khi đi vào Internet Nó cũng đảm bảo cho kết nối của bạn tới ISP được chính xác giống như khi bạn sử dụng modem quay số hoặc ISDN

ATU-C: Kh i truy n d n ADSL phía t ng đài ố ề ẫ ổ ATU-R: Kh i truy n d n ADSL phía thuê bao ố ề ẫ POTS : Các d ch v tho i đ n thu n ị ụ ạ ơ ầ

PSTN : M ng chuy n m ch tho i công c ng ạ ể ạ ạ ộ

5 Mô hình tham chiếu ADSL

*U-C 1 là giao di n gi a m ch vòng và b chia phía t ng đài bao g m c băng tho i ệ ữ ạ ộ ổ ồ ả ạ

*U-R 1: Giao di n gi a m ch vòng b chia phía khách hàng không có băng tho i ệ ữ ạ ộ ạ

*U-C 2: Giao di n gi a b chia và ATU-C không có băng tho i POTS ệ ữ ộ ạ

*U-R 2: Giao di n gi a b chia và ATU-R ệ ữ ộ

*V-C: Giao di n gi a ATU-C và m ng băng r ng ệ ữ ạ ộ

*T-S: Giao di n gi a m ng trong nhà thuê bao và máy ch khách hàng M t ATU-R có th có nhi u lo i giao ệ ữ ạ ủ ộ ể ề ạ

di n T-S khác nhau (ví d T1/E1 và m t giao di n Ethernet) ệ ụ ộ ệ

*T-R: Giao di n ADSL gi a ATU-R và m ng trong nhà thuê bao M ng trong nhà thuê bao có th là m t m ng ệ ữ ạ ạ ể ộ ạ

c c b ch ng h n nh m ng LAN ho c có th không ph i là nh th trong tr ụ ộ ẳ ạ ư ạ ặ ể ả ư ế ườ ng h p m t k t n i tr c ti p ợ ộ ế ố ự ế

gi a m t modem và m t PC ho c m t card modem c m trong ADSL và bus máy tính ữ ộ ộ ặ ộ ắ