Tìm hiểu về tổng xuyên nhiễu hỗn hợp trong hệ xDSL

Lun tt nghip cao hc Trung Tuyn Trn I HC QUC GIA H NI I HC CễNG NGH Trn Trung Tuyn TèM HIU V TNG XUYấN NHIU HN HP TRONG H xDSL LUN VN THC S H Ni - Nm 2005 Lp K9D1 - i Hc Cụng Ngh Lun tt nghip cao hc Trung Tuyn Trn I HC QUC GIA H NI I HC CễNG NGH Trn Trung Tuyn TèM HIU V TNG XUYấN NHIU HN HP TRONG H xDSL Chuyờn ngnh: K thut vụ tuyn in t v thụng tin liờn lc Mó s: 2.07.00 LUN VN THC S NGI HNG DN KHOA HC PGS.TS Nguyn Vit Kớnh H Ni - Nm 2005 Lp K9D1 - i Hc Cụng Ngh Lun tt nghip cao hc Trung Tuyn Trn MC LC Trang CHNG I C S V XDSL 1.1 CC MODEM BNG THOI V XDSL 1.2 CC CH TRUYN DN Error! Bookmark not defined 1.2.1 HNG Error! Bookmark not defined 1.2.2 NG B Error! Bookmark not defined 1.2.3 KấNH Error! Bookmark not defined 2.4 Mễ HèNH N V A IM Error! Bookmark not defined 1.3 CC PHNG THC IU CH DNG TRONG XDSL Bookmark not defined Error! 1.3.1 M HO BNG GC Error! Bookmark not defined 1.3.2 M HO BNG THễNG Error! Bookmark not defined CHUNG CC LOI XDSL Error! Bookmark not defined LC S V XDSL Error! Bookmark not defined 2.1 HDSL Error! Bookmark not defined 2.2 ADSL Error! Bookmark not defined 2.3 VDSL Error! Bookmark not defined 2.4 GII HN THIT K CA XDSL Error! Bookmark not defined CHNG Error! Bookmark not defined TRUYN DN TRấN ễI DY XON Error! Bookmark not defined Lp K9D1 - i Hc Cụng Ngh Lun tt nghip cao hc Trung Tuyn Trn 3.1 MCH VềNG NI HT V ễI DY XONError! Bookmark not defined 3.2 NHIU Error! Bookmark not defined CHNG Error! Bookmark not defined CC PHNG PHP TNG HP XUYấN NHIU HN HP Error! Bookmark not defined 4.1 GII THIU Error! Bookmark not defined 4.2 SUY HAO DO XUYấN NHIU : NN TNG V CC KHI NIM Error! Bookmark not defined 4.3 CC PHNG PHP TNH TNG XUYấN NHIU BITError! Bookmark not defined 4.3.1 PHNG PHP LY TNG XUYấN NHIU N GINError! Bookmark not defined 4.3.2 PHNG PHP TNG VềNG Error! Bookmark not defined 4.3.3 PHNG PHP MT PH CễNG SUT TRUNG BèNH Error! Bookmark not defined 4.3.4 PHNG PHP FSAN Error! Bookmark not defined 4.4 CC PHNG PHP TNG HP XUYấN NHIU MI Bookmark not defined Error! 4.4.1 PHNG PHP GII HN MINKOWSKI (PHNG PHP FSAN TNG QUT) Error! Bookmark not defined 4.4.2 PHNG PHP S DNG BT NG THC HOLDERError! Bookmark not defined 4.4.3 CC PHNG PHP TNG HP XUYấN NHIU MI V THUC TNH P3 Error! Bookmark not defined 4.5 MT CCH TIP CN MI LM SNG T PHNG PHP FSAN Error! Bookmark not defined 4.5.1 C S TON HC Lp K9D1 - i Hc Cụng Ngh Error! Bookmark not defined Lun tt nghip cao hc Trung Tuyn Trn 4.5.2 PHN TCH KT QU CHNH Error! Bookmark not defined 4.5.3 CC KT QU PH (CC H QU)Error! defined 4.5.4 V D Bookmark not Error! Bookmark not defined CHNG Error! Bookmark not defined GII THIU CễNG C Mễ PHNG FSAN XDSL CA FTW Error! Bookmark not defined 5.1 Mễ T CHNG TRèNH Error! Bookmark not defined 5.2 GII THIU MT VI V D S DNG CễNG C Mễ PHNG XDSLSIMU3 Error! Bookmark not defined 5.3 GII THIU KH NNG P DNG VO MNG THC T CA BU IN H NI Error! Bookmark not defined CC T VIT TT C S DNG TRONG LUN VN Bookmark not defined TI LIU THAM KHO Error! 11 CHNG I C S V DSL u thp k 60 cụng ngh s ln u tiờn c s dng vo cỏc ng trung k ni cỏc trung tõm gii quyt nhiu ng di s tớch lu nhiu trờn ng truyn dn tng t S d cú s thay i ny l cỏc b lp analog khuch i c nhiu v tớn hiu, nu s dng cỏc b lp hin i nht thỡ cng cú nhiu phỏt sinh Truyn dn s loi b c s tớch lu nhiu bng cỏch tỏi to li chớnh xỏc tớn hiu s mi b lp Vic ỏp dng cụng ngh s vo truyn dn cho phộp m bo cht lng truyn dn hon ho bt k khong cỏch no Cỏc tng i in thoi trung tõm c ni vi qua cỏc ng trung k, mi ng mang mt s kờnh thoi Cho ti nm 1970, hu ht trung k analog c thay th bi trung k s E1/T1 Kt qu l cỏc tng i Tandem hoc toll ny c ni vi bi cỏc ng trung k s Cỏc nh thit k h thng li nhn rng, s khụng hiu qu nu tng i trung tõm thc hin chuyn mch t trung k s sang analog chuyn mch qua ma trn chuyn mch analog truyn thng, sau ú li chuyn ngc li sang s truyn sang trung k khỏc V õy l tin cho s xut hin Lp K9D1 - i Hc Cụng Ngh Lun tt nghip cao hc Trung Tuyn Trn hng lot cỏc tng i s trung tõm! Cho ti cui nhng nm 70, ton b mng trung k ó c s hoỏ Khi ú ngi ta ó d oỏn lu lng d liu s s ln hn lu lng thoi, v nú ó thc s xy vo gia thp k 90 (th k trc) Ton b cụng nghip in t chuyn sang s, cỏc tng i ni ht c iu khin bi cỏc mỏy tớnh s, bỏo hiu trung k cng c chuyn sang s (SS7) Ln súng s hoỏ ó ln ti cỏc tng i ni ht vi s xut hin cỏc tng i s nh Nortel DMS100, AT&T 5ESS, Siemens EWSD v AXE ca Ericsson Cỏc tng i s ny dng li u cui analog, õy tớn hiu tng t c bin i sang s 64kbit/s v ngc li qua cỏc b mó hoỏ v gii mó chuyn mch ng dõy Vo nm 1985, ISDN ó m rng phm vi s hoỏ ny n khu vc khỏch hng Ln u tiờn, dch v s t u cui n u cui ó xut hin phm vi rng ISDN cung cp cho khỏch hng c chuyn mch kờnh v chuyn mch gúi Tip n, ISDN bng rng (B-ISDN) vi chuyn mch khụng ng b ATM cng c trin khai thụng tin quang bt u phỏt trin Tuy nhiờn B-ISDN cng cú nhng hn ch riờng ca nú V chớnh HDSL, ADSL ó m cho th gii dch v truyn s liu bng rng chuyn mch c mt th trng rng ln Vo nhng nm 70 ca th k trc, th gii vin thụng bao gm thoi v ký t Trong th gii ú thoi l ph bin v ớt cn n DSL Sau ú l s xut hin ca mỏy tớnh cỏ nhõn (PC), cỏc ng dng a phng tin (õm thanh, hỡnh nh, Video) v cui cựng l Internet Vo u thp k 80, s lng mỏy tớnh ó vt quỏ s dõn th gii v vo gia thp k 90 thỡ cỏc ng dng s trờn mng cụng cng ó vt quỏ thoi Mc dự truy nhp Internet gi õy l ng dng ln nht ca cỏc DSL, nhng vic trin khai cỏc DSL bt u t lõu trc Internet tr nờn ph bin Vic phỏt minh cỏc b vi x lý cú nng lc ln, giỏ r, s dng cỏc cụng ngh DSP mi ó cho phộp ỏp dng cỏc thut toỏn m trc õy ch dựng cho cỏc ng dng c bit nh v tr, quc phũng Cỏc b DSP cho phộp mó hoỏ v gii mó cỏc tớn hiu hỡnh nh chuyn ng mu s dng cỏc thut toỏn nộn (MPEG1, MPEG2, JPEG v H.261) tc DSL Hi ngh truyn hỡnh cht lng cao c trin khai tc 384 kbit/s, video gii trớ tc 1,5 Mbit/s S li thi ca ụi dõy xon in thoi ó c phng oỏn nhiu ln Ngay t nhng nm 80 nhiu chuyờn gia ngnh truyn thụng ó tin rng phn ln ng dõy in thoi bng ng s sm c thay th bi ng cỏp quang ni trc tip n mi nh thuờ bao vi nm sau ú iu ny cng l d hiu bi truyn ti bng cỏp quang s nhanh chúng v cú giỏ thnh r Tuy nhiờn thc t l mụ hỡnh cỏp quang ti nh thuờ bao cũn quỏ t m cỏc nh cung cp dch v khụng mun núi khụng vi khỏch hng Cỏc cụng ty in thoi trung trin khai cỏp quang ti nhng ni c xem l kinh t nh cỏc khu vc thng mi, n cỏc b trung xa (DLC) phc v vi trm thuờ bao Nh vy cú th núi "DSL l cụng ngh quỏ , nhng quỏ 40 nm na" Lp K9D1 - i Hc Cụng Ngh Lun tt nghip cao hc Trung Tuyn Trn Cỏp quang, vụ tuyn, cỏp ng trc ó l phng tin truyn ti nhiu ng dng Khụng cú mt cụng ngh truy nhp chung cho tt c cỏc vựng cng nh tt c cỏc ng dng Tuy nhiờn gi õy, cụng ngh DSL ó cho phộp ng dõy in thoi truyn ti cỏc ng dng a phng tin m trc õy cho rng ch cú cỏp quang mi thc hin c, ng dõy in thoi l mt phng tin kinh t nht truyn ti nhiu loi hỡnh dch v vin thụng ti hng triu khỏch hng im yu c bn ca DSL l khụng di ng v hiu qu qung bỏ thp Vi c s h tng sn cú, vớ d nh in thoi, s dng cụng ngh thớch hp xột v mt kinh t l tt hn rt nhiu so vi trin khai mt c s h tng mi Cụng ngh ng dõy thuờ bao s (xDSL) thc hin truyn thụng tin s qua ng dõy in thoi ng dõy in thoi, k t phỏt minh ca Alexander Graham Bell vo nm 1875 gi õy cú th truyn tớn hiu tc hng Mbit/s K thut DSL ó to mt bc ngot mi cho vic s dng ng dõy in thoi ng dõy in thoi trc õy ch dựng truyn kờnh in thoi bng tn 3,4 kHz, gi õy cú th truyn gn 100 kờnh thoi s nộn hoc kờnh tớn hiu video vi cht lng tng ng truyn hỡnh qung bỏ K thut truyn dn s tc cao qua ụi dõy in thoi yờu cu phi cú cỏc b x lý s tiờn tin khc phc s suy gim tớn hiu, xuyờn nhiu t cỏc ụi dõy khỏc cựng cỏp, s phn x tớn hiu, nhiu tn s vụ tuyn v cỏc nhiu xung Nh ta ó bit, cng tớn hiu in b suy gim theo khong cỏch in tr ca dõy dn, hot ng tn s cng cao thỡ s suy gim ny cng ln Nng lng tớn hiu tiờu hao trờn ng dõy tng lờn tc v khong cỏch tng lờn Phm vi ca mch vũng DSL b hn ch tớn hiu quỏ yu cú th nhn bit c mt cỏch chớnh xỏc Cỏc nh thit k h thng s phi s dng cỏc k thut iu ch phc tp, s dng cỏc mc tớn hiu truyn cng nh phm vi tn s hp lý kộo di ti a khong cỏch truyn dn i vi mi mt phng phỏp truyn dn c th, tc truyn dn ti a gim di tng lờn Do ú cú th t c tc truyn dn cao nhng mch vũng ngn v tc thp tng i cỏc mch vũng di hn 1.1 Cỏc modem bng thoi v DSL [1], [2] Cỏc modem bng thoi ln u tiờn c a vo cui thp k 50 truyn d liu qua mng in thoi cụng cng (PSTN) T "modem" xut phỏt t Modulator - Demodulator (b iu ch v b gii iu ch) Truyn d liu qua mng PSTN phi c iu ch bi vỡ PSTN khụng truyn tn s di 200Hz S liu khụng iu ch yờu cu truyn tn s tin ti 0Hz Trờn thc t, modem chuyn c tớnh tn s ca s liu ging vi tớn hiu thoi truyn qua mng PSTN Mng PSTN truyn tớn hiu t 200Hz ti 3.400Hz Lp K9D1 - i Hc Cụng Ngh Lun tt nghip cao hc Trung Tuyn Trn Do ú, tớn hiu iu ch ging nh mt cuc gi thụng thng vi mng PSTN Mụ hỡnh tham chiu modem bng thoi c cho hỡnh 1.1 CO Modem TALK / DATA TALK PSTN CO RS CS TR RD TD CD Modem TALK / DATA TALK RS CS TR RD TD CD Hỡnh Mụ hỡnh tham chiu modem bng thoi Sau õy ta s s lc qua lch s phỏt trin ca modem bng thoi Mt cỏc modem u tiờn, AT&T Bell 103 truyn song cụng khụng ng b tc 300bit/s s dng k thut khoỏ di tn FSK Vi nm sau ú, modem Bell 202 tng tc lờn 1200bit/s v s dng k thut FSK bỏn song cụng Vo cui nm 1973 Cụng ty Vadic a VA3400, modem song cụng thc s u tiờn s dng PSK (khoỏ di pha) Vi nm sau na Bell 212 v CCITT V22 1200bit/s song cụng, s dng k thut PSK cng c a Nm 1981, V22bis cú tc 2400bit/s, song cụng V32 s dng mó hoỏ trellis v cú tin mt bc quan trng l truyn thụng tin theo hai hng s dng cựng mt tn s Cỏc modem trc V32 s dng tn s phỏt khỏc tn s thu (FDM) V32 t c tc 9.600 bit/s Sau ú, V34 xut hin, ti u hoỏ tn s s dng, dng chựm, mó hoỏ theo kờnh cho phộp truyn ti tc 28,8 kbit/s, song cụng Nm 1995, modem V34 33,6kbit/s c da th trng, modem ny s dng rng bng tn lờn ti 3,6kHz V mt k thut, ln hn rng bng tn truyn thng l 3,4kHz Tuy nhiờn, V34 cú th hot ng rng bng tn thp hn bng cỏch gim tc truyn Truyn 33,6 kbit/s gii bng tn 3,6kHz, nh vy modem V34 truyn gn 10bit/s/Hz, thnh cụng ny ó c coi l tin gn n gii hn lý thuyt ca truyn s liu bng thoi Vo cui nm 1996, cỏc modem PCM 56kbit/s xut hin, c chun hoỏ bng tiờu chun ITU V90 Modem PCM l khụng i xng bi vỡ nú h tr tc thu 56kbit/s (v phớa khỏch hng) v phỏt 33,6kbit/s Trờn thc t, modem PCM rt him t tc trờn 50kbit/s hn ch cụng sut truyn, cỏc chuyn mch trung gian v cỏc suy gim truyn dn nh cỏc cun cõn bng cỏp Khi cú ng truyn s trc tip (khụng chuyn i tng t) t ngun s ti modem PCM ni vo mng ca ng dõy thuờ bao tc truyn modem PCM cú th vt quỏ 33,6kbit/s bng cỏch truyn trc tip tớn hiu s thnh tớn hiu phỏt i khụng b nh hng ca nhiu lng t hoỏ Lp K9D1 - i Hc Cụng Ngh Lun tt nghip cao hc Trung Tuyn Thu phá t DSL Mạ ch vòng Thu phá t DSL Trn Trung kế CO Phạ m vi thuê bao DSL A Thu phá t DSL Mạ ch vòng Thu phá t DSL CO Phạ m vi thuê bao DSL B Hỡnh Mụ hỡnh tham chiu u cui - u cui DSL Cu hỡnh mng modem PCM khỏc vi PSTN ca modem bng thoi th h trc phớa mng, modem PCM phi cú ng s ni trc tip ti b chuyn i tng t-s (CODEC) ni vo ng dõy in thoi ca ngi s dng modem PCM Modem ny hot ng trờn mng PSTN nh mt cuc gi quay s thụng thng Modem PCM ging DSL ch cn cú mt ng ni s t mng ti giao din thuờ bao nhng khỏc mụ hỡnh DSL (xem hỡnh 1.2) ch cuc gi c thc hin ging nh in thoi thụng thng V mt cu trỳc modem PCM c coi l lai gia DSL v modem bng thoi truyn thng Modem PCM cú th s dng rng bng tn ti 4kHz Gii hn c bn ca Modem bng thoi l b CODEC t ti tng i ni ht hoc u cui mch vũng s (DCL) CODEC chuyn i tớn hiu tng t trờn ng dõy thoi sang tớn hiu s 64kbit/s bng iu ch xung mó Modem bng thoi s dng mng PSTN khụng vt quỏ 64kbit/s u im quan trng ca Modem l cú th trin khai khp mi ni Mt Modem cú th ni ti bt c mt ng dõy in thoi no v lp tc cú th gi ti hng triu ng dõy in thoi khỏc ó cú Modem ni vo Cỏc Modem r hn thit b DSL v d dng lp t Tuy nhiờn, nú ch lm vic vi cỏc dch v ũi hi tc thp phự hp vi kh nng ca modem bng thoi Nhc im khỏc ca modem l cỏc cuc gi b khoỏ dn ti trng thỏi quỏ ti ca tng i ni ht, nú khụng cú kh nng ni nhiu hng cựng mt lỳc v t l li cao Cỏc hn ch ny ca modem ó c DSL khc phc S khỏc bit c bn gia modem bng thoi v DSL l modem hot ng trờn ton b ng ni gia hai u cui ca mng PSTN, ú DSL ch hot ng mch vũng ni ht Nh ó ch hỡnh 1.1, ng truyn dn modem bng thoi cú th bao gm mch vũng ni ht cho ngi s dng A, chuyn mch ni ht, chuyn mch trung k, chuyn mch ni ht khỏc ni ti ngi s dng khỏc, v cui cựng l mch vũng ni ht cho ngi s dng B Ngc li, ng truyn dn DSL ch bao gm mt mch vũng ni ht t a im ngi s dng ti tng i ni ht gn ú im phõn bit c bn khỏc gia modem v DSL l DSL gi thụng tin dng s t cng u cui Lp K9D1 - i Hc Cụng Ngh Lun tt nghip cao hc Trung Tuyn Trn ny n cng u cui Ngc li modem truyn tớn hiu s ca ngi s dng qua PSTN dng tng t Vi DSL, tớn hiu s c tỏi to li mi chng qua mng cụng cng, ú s suy gim tớn hiu tng t khụng b tớch lu mi chng i vi khỏch hng s dng mch vũng s DLC hoc h thng u cui xa, DSL m rng t khu vc khỏch hng ti khu vc DLC (xem hỡnh 1.3) DLC v DLC th h mi (NGDLC) c dựng phc v cỏc khỏch hng quỏ xa Thit b DLC cú th t ngoi ng hoc di lũng t, ni xa hoc cỏc to nh H thng DLC cú th ni t 20 n 2000 khỏch hng vo trung k, ni ti chuyn mch trung tõm CO Phần lạ i mạ ng đầu cuối đầu cuối Trung kế Trung kế Thu phá t DSL Mạ ch vòng CO Thu phá t DSL DLC Phạ m vi thuê bao DSL B Hình 1.3 Mô hình tham chiếu DSL có mạch vòng số DLC Một DSL bao gồm đ-ờng dây đồng trực tiếp nối từ thuê bao tới thiết bị mạng gần Một ngoại lệ nguyên tắc lặp trung gian đ-ợc sử dụng để mở rộng phạm vi DSL cách lắp thiết bị thu phát lại mạch vòng nội hạt (hình 1.4) Bộ lặp DSL nhận nguồn chiều từ CO qua đôi dây cáp đồng với dây truyền liệu Phần lạ i mạ ng đầu cuối đầu cuối Trung kế Thu phá t DSL Mạ ch vòng Repeater Mạ ch vòng Thu phá t DSL CO Phạ m vi thuê bao DSL B Lp K9D1 - i Hc Cụng Ngh 10 Lun tt nghip cao hc Trung Tuyn Trn Hình 1.4 Mô hình tham chiếu DSL có sử dụng lặp Lp K9D1 - i Hc Cụng Ngh 11 Lun tt nghip cao hc Trung Tuyn Trn Ti liu tham kho [1] Tỡm hiu cụng ngh ng dõy thuờ bao s xDSL NXB Bu in [2] T Starr, J M Cioffi, and P J Silverman, Understanding Digital Subscriber Line Technology, Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, NJ, 1999 [3] T1E1.4 Working Group on Digital Subscriber Line Access, American National Standard for TelecommunicationsSpectrum Management for Loop Transmission Systems, T1.417-2001, Jan 2001 [4] G Zimmerman, On the importance of crosstalk from mixed sources, PairGain Technologies T1E1 Contribution, T1E1.4/97-181, May 1997 [5] S Galli and K J Kerpez, The problem of summing crosstalk from mixed sources, IEEE Communications Letters, vol 4, no.11, pp 325327, Nov 2000 [6] S Galli and K J Kerpez, A new method of summing crosstalk from mixed sources: the generalized FSAN method, in Proceedings of the IEEE International Conference on Communications, June 2001, pp 325327 [7] Roberto A Uzcategui and Nikil Jayant, "A New Mathematical Interpretation of the FSAN Crosstalk-Summing Method " [8] K.J Kerpez, S Galli, Methods of Summing Crosstalk from Mixed Sources Part II: Performance Results, submitted to IEEE Transactions on Communications, August 2000 [9] S Galli and K J Kerpez, Methods of summing crosstalk from mixed sourcesPart I: Theoretical analysis, IEEE Trans Commun., vol 50, pp 453461, Mar 2002 [10] Committee T1 Telecommunications Working Group T1E1.4 T1E1.4/98-007R5 Plano, TX; 30 November December 1998 [11] C Zeng and J M Cioffi, Crosstalk Identification and Cancellation in xDSL systems, IEEE J Select Areas Commun., 2001, submitted for publication [12] Kenneth J Kerpez, "Standardized DSL Spectrum Management" Telcordia Technologies, Inc.2002 [13] Viba s, NXB Bu in Lp K9D1 - i Hc Cụng Ngh 12 Lun tt nghip cao hc Trung Tuyn Trn [14] www.xdsl.ftw.at Lp K9D1 - i Hc Cụng Ngh 13 ... DNG TRONG XDSL Bookmark not defined Error! 1.3.1 M HO BNG GC Error! Bookmark not defined 1.3.2 M HO BNG THễNG Error! Bookmark not defined CHUNG CC LOI XDSL Error! Bookmark not defined LC S V XDSL. .. K9D1 - i Hc Cụng Ngh Lun tt nghip cao hc Trung Tuyn Trn MC LC Trang CHNG I C S V XDSL 1.1 CC MODEM BNG THOI V XDSL 1.2 CC CH TRUYN DN Error! Bookmark not defined 1.2.1 HNG Error! Bookmark not... Trung Tuyn Trn I HC QUC GIA H NI I HC CễNG NGH Trn Trung Tuyn TèM HIU V TNG XUYấN NHIU HN HP TRONG H xDSL Chuyờn ngnh: K thut vụ tuyn in t v thụng tin liờn lc Mó s: 2.07.00 LUN VN THC S NGI HNG