CÔNG NGHỆ ADSL

Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 17 - CHƯƠNG III CÔNG NGHỆ ADSL 3.1 Định nghĩa ADSL và mô hình tham chiếu : Đường dây thuê bao số không đối xứng ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) là kỹ thuật truyền dẫn mạch vòng nội hạt đồng thời truyền tải trên cùng một đôi dây các dịch vụ sau: • Tốc độ bit thu (về phía thuê bao) lên tới gần 9 Mbit/s. • Tốc độ bit phát (về phía mạng) lên tới 1 Mbit/s. • Dịch vụ điện thoại thông thường phổ thông (POTS, thoại tương tự v.v ) Tốc độ bit truyền về phía khách hàng lớn hơn nhiều lần truyền từ khách hàng đi, do đó có thuật ngữ không đối xứng. Thoại tương tự được truyền ở tần số trong băng cơ sở kết hợp với truyền dữ liệu thông băng qua bộ lọc thông thấp (LPF) mà thông thường được gọi là bộ tách. Ngoài bộ tách, ADSL bao gồm một đơn vị truyền dẫn ADSL ở phía thiết bị trung tâm (ATU-C), một mạch vòng, và một đơn vị truyền dẫn ADSL ở xa (ATU-R). Hình III.1 : Mô hình tham chiếu ADSL 3.2 ADSL nguyên bản: Định nghĩa khái niệm ban đầu của ADSL xuất hiện từ năm 1989, từ J.W.Lechleider và những người khác thuộc Bellcore. Sự phát triển ADSL bắt đầu ở trường đại học Stanford và phòng thí nghiệm AT&T Bell Lab năm 1990. Mẫu ADSL đầu tiên xuất hiện, vào năm 1992 ở phòng thí nghiệm Bellcore, sản phẩm ADSL đầu tiên được thử nghiệm vào năm 1995. ADSL thu hút các công việc trước kia được thực hiện trên các modem trong băng, ISDN và HDSL. Vào tháng 10 năm 1998, ITU thông qua bộ tiêu chuẩn ADSL cơ bản. Khuyến nghị G922.1 chi tiết ADSL full-rate. Khuyến nghị này gần giống ANSI T1.413 phiên bản 2 với 2 điểm ngoại trừ cơ bản: Mạch vòng nội hạt bằng đôi dây xoắn AUT-R Bộ tách LPF Điện thoại POTS-R Phía khách hàng U-R T đầu cuối người sử dụng AUT-C Bộ tách LPF Tổng đài điện thoại POTS-C U-C V Mạng băng rộng Cho đến 9Mbps Cho đến 1Mbps thoại tương tự Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 18 - 1. Trình tự khởi tạo dựa trên âm được thay thế bởi quá trình dựa trên bản tin mô tả trong G.994.1, và 2. Chế độ đặc biệt được bổ sung để cải thiện hoạt động khi có xuyên âm từ ghép kênh nén theo thời gian TCM ISDN sử dụng ở Nhật. Khuyến nghị G.992.2 (trước đây gọi là G.lite) chỉ rõ ADSL với cách sử dụng không có bộ phân chia POTS. G.992.2 được dựa trên G.992.1 với những điểm khác biệt sau: 3. Dự trữ bổ sung đối với chế độ tiết kiệm nguồn tại ATU-C và ATU-R, 4. Bổ sung cơ chế cho phép khôi phục nhanh từ các trạng thái nhấc máy/đặt máy. 5. Số lượng âm giảm từ 256 đến 128 6. Số lượng bit trên âm giảm từ 15 đến 8. Khuyến nghị G.994.1 (trước đây gọi là G.hs) mô tả thủ tục bắt tay ban đầu dựa trên gói tin cho phép các bộ thu phát DSL đa chế độ có một chế độ hoạt động chung. Khuyến nghị G.955.1 cung cấp tổng quan họ khuyến nghị DSL. Khuyến nghị G.966.1 mô tả phương pháp đo sự hoạt động của thiết bị DSL. Khuyến nghị G.977.1 mô tả hoạt động của lớp vật lý, các quy định về quản lý và bảo dưỡng cho ADSL, bao gồm kênh eoc và cơ sở quản lý thông tin (MIB). 3.3 Các khả năng của ADSL và ứng dụng : ADSL1, ADSL2, ADSL3 Khái niệm về ADSL xuất hiện vào giữa những năm 1990. Ban đầu ADSL được nghiên cứu ở tốc độ 1,5 Mbit/s thu và 16 kbit/s phát cho ứng dụng MPEG-1 quay số video (VDT). Một số thành viên trong nghành công nghiệp này gọi đây là ADSL1. Sau đó, ngày càng rõ ràng là một số ứng dụng yêu cầu tốc độ cao hơn và nhiều kỹ thuật truyền dẫn tiên tiến hơn cho phép truyền tốc độ cao. 3 Mbit/s thu và 16 kbit/s phát ("ADSL2") được đưa ra cho phép 2 dòng MPEG-1 đồng thời. Vào năm 1993, sự quan tâm hướng về ADSL3 với 6 Mbit/s thu và ít nhất 64 kbit/s phát hỗ trợ video MPEG2. Tiêu chuẩn ADSL ANSI T1.413 phiên bản 1 phát triển vượt ra khỏi khái niệm ADSL3. Thuật ngữ ADSL1, ADSL2, và ADSL3 ít được sử dụng sau khi tiêu chuẩn ANSI T1.413 thông qua. RADSL Đường dây thuê bao số tốc độ điều chỉnh (RADSL) là thuật ngữ áp dụng cho hệ thống ADSL có khả năng xác định dung lượng truyền của mỗi mạch vòng một cách tự động và sau đó hoạt động ở tốc độ cao nhất phù hợp với mạch vòng đó. Tiêu chuẩn ANSI T1.413 cung cấp khả năng hoạt động tốc độ điều chỉnh. Điều chỉnh tốc độ thực hiện khi thiết lập đường dây, với giới hạn chất lượng tín hiệu tín hiệu thích hợp để đảm bảo rằng tốc độ đường dây thiết lập có thể duy trì trong những thay đổi danh định trên Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 19 - đặc tính truyền của đường dây. Do đó RADSL sẽ tự động cung cấp tốc độ bit lớn hơn trên mạch vòng có đặc tính truyền dẫn tốt hơn (suy hao ít hơn, nhiễu ít hơn). RADSL hỗ trợ tốc độ thu tối đa trong phạm vi từ 7 đến 10 Mbit/s và tốc độ phát tối đa trong phạm vi từ 512 đến 900 kbit/s. Trên những mạch vòng dài, RADSL có thể hoạt động ở tốc độ thu thấp nhất khoảng 512 kbit/s và 128 kbit/s phát. RADSL mượn khái niệm tốc độ điều chỉnh từ modem trong băng thoại. RADSL có lợi ích của một phiên bản thiết bị có thể đảm bảo tốc độ truyền dẫn cao nhất có thể cho mỗi mạch vòng và cũng cho phép hoạt động trên những mạch vòng dài ở tốc độ thấp hơn. 3.4 Truyền dẫn ADSL: Khái niệm ADSL có hai phần cơ bản: (1) Xuyên âm đầu gần giảm do có tốc độ bit phát và dải tần thấp hơn nhiều tốc bit độ thu và (2) truyền tải đồng thời POST và dữ liệu bằng cách truyền dữ liệu trong dải băng tần trên băng tần thoại. Truyền dẫn hai hướng tốc độ nhiều Mbit/s không dùng trên phần lớn các đường dây điện thoại do hiệu ứng kết hợp của suy giảm mạch vòng và xuyên âm. Như chỉ ra ở hình III.2, năng lượng tín hiệu nhận được giảm đi tương ứng với tần số và nhiễu xuyên âm nhận được tăng theo tần số. Do đó truyền dẫn hai hướng không thể thực hiện được ở những tần số mà nhiễu xuyên âm lấn át tín hiệu nhận. Hình III.2 Truyền dẫn hai hướng bị giới hạn ở các tần số thấp ADSL thực hiện truyền dẫn hai hướng tại những nơi có thể: dưới tần số cắt hai hướng. Tần số cao không thích hợp cho truyền dẫn hai hướng được sử dụng cho truyền dẫn một hướng. Điều này cho phép tốc độ thu vượt xa tốc độ có thể ở truyền dẫn hai hướng. Nhiều hệ thống ADSL sử dụng kỹ thuật truyền dẫn ghép kênh theo tần số, kỹ thuật này đặt truyền dẫn phát ở dải tần số tách khỏi dải tần thu để trách tự xuyên âm. Dải tần bảo vệ là cần thiết giúp cho các bộ lọc ngăn tạp âm POTS (Dịch vụ điện thoại thông thường trong chuyển mạch kênh thoại tương tự) can nhiễu vào truyền dẫn số (Hình III.3).Một số hệ thống ADSL sử dụng kỹ thuật truyền dẫn triệt tiếng vọng ECH, nơi dải tần phát được đặt trong dải tần thu (Xem hình III.4) Bằng cách chồng dải tần, tổng Mức tin Tần số Mức tín hiệu nhận được Mức nhiễu xuyên âm nhận được Giới hạn cho truyền dẫn hai hướng Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 20 - băng tần truyền có thể giảm. Tuy nhiên, ECH khó tránh được tự xuyên âm và khi thực hiện cần có xử lý số phức tạp hơn. Có một số băn khoăn là liệu độ phức tạp số được đền bù bằng cách đơn giản hoá tương tự ở đầu trước. Do không có tự xuyên âm ở đầu cuối CO, nên ghép kênh phân chia theo tần số FDM ADSL làm việc theo hướng phát tốt hơn nhiều so với xoá tiếng vọng ECH ADSL. Tuy nhiên dải thông thu của ADSL cho phép làm việc theo hướng thu, đối với các mạch vòng là ngắn hơn. Hoạt động của DSL đối xứng ban đầu bị hạn chế bởi tự xuyên âm đầu gần (self- NEXT). ADSL khắc phục được self NEXT ở đầu cuối khách hàng đơn giản bằng cách giảm nguồn được NEXT. Bằng cách giảm tốc độ bit phát, kênh phát có thể đặt vị trí để xuyên âm vào truyền dẫn thu là ít nhất. Đối với ADSL, sự thu nhận của kênh phát được xếp đặt dễ dàng hơn bằng cách đặt nó ở tần số thấp hơn nơi mà suy hao mạch vòng là thấp và nhiễu xuyên âm cũng thấp hơn. Hình III.3 ADSL ghép phân chia theo tần số Hình III.4 Truyền dẫn xoá tiếng vọng ADSL Hệ thống ADSL ứng dụng kỹ thuật truyền dẫn tiên tiến để nâng cao hoạt động. Điều chế và sắp đặt tần số của tín hiệu phát được tự làm thích ứng để đạt được mức Mức truyền T ần s ố Băng POTS Băng bảo vệ Băng truyền tần số thấp Băng truyền tần số cao Mức truyền T ần s ố Băng POTS Băng bảo vệ Băng truyền tần số thấp Băng truyền tần số cao Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 21 - hoạt động tối ưu nhất từ các đặc tính liên quan tới đường dây thuê bao sử dụng. Mã Trellis được sử dụng để giảm hiệu ứng nhiễu băng tần rộng. Các bộ cân bằng có khả năng thích nghi chống lại nhiễu băng hẹp ví dụ như nhiễu tần số phát thanh (RFI). Mã điều khiển lỗi hướng đi và cài xen (interleaving) ngăn chặn nhiễu xung. Interleaving chống lại lỗi xuất hiện đột ngột bằng cách thay đổi các khối dữ liệu vì thế mà sự xuất hiện đột ngột lỗi kéo dài dẫn đến có một số ít lỗi trong một khối dữ liệu (có thể sửa được) thay vì một lượng lỗi lớn xảy ra trong một khối (không thể sửa được). Với độ sâu interleaving 20 ms sẽ chống lại nhiễu đột biến có khoảng thời gian là 500 µs. Tuy nhiên mức interleaving này gây ra trễ truyền bổ sung mà có thể làm chậm lại băng thông của các thủ tục. Ví dụ như TCP/IP yêu cầu phải có các gói tin phúc đáp trước khi dữ liệu tiếp theo được truyền. 3.5 Tương lai của ADSL : ADSL sẽ được tích hợp vào hệ thống mạch vòng số DLC (Digital Loop Circuit) trên cáp dành cho các mạch vòng không nối trực tiếp từ CO. ADSL rất thích hợp để cung cấp tốc độ bit cao trên mạch vòng DLC, mà rất hiếm khi dài quá 3,7 km (12 kft). Mặc dù đã có các tiêu chuẩn công nghiệp cho ADSL (ANSI T1.413), các hệ thống ADSL ban đầu không làm việc với nhau. Người ta chờ đợi những nỗ lực của các nhà sản xuất ADSL và các uỷ ban tiêu chuẩn để đạt được khả năng kết nối cho các hệ thống ADSL tương lai của nhiều nhà sản xuất thiết bị. Ngoài lớp vật lý, khả năng kết nối yêu cầu độ tương thích thủ tục ở tất cả các lớp. Người ta nhận thấy ngày càng rõ ràng rằng ADSL là công nghệ truy nhập mà chế độ chuyển giao không đồng bộ cần để mở rộng tới khách hàng gia đình và các văn phòng nhỏ. Trước khi có ADSL, ATM (Phương thức truyền dẫn không đồng bộ) tỏ ra hạn chế cho những khách hàng chịu được giá kết nối đường truyền ở 45 Mbit/s và lớn hơn thường chỉ có tại khu thương mại lớn và mạng đường trục. Người ta đang nghiên cứu truyền tải ATM trên các đặc tính thống nhất của ADSL: lỗi truyền, độ trễ, không đối xứng và tự động thay đổi tốc độ. Trong thời gian tới, người ta tập trung vào phát triển ADSL lên tới tốc độ cao tới 10 Mbit/s thu và 1,5 Mbit/s phát. Tuy nhiên hướng này bị mất dần do trùng với VDSL, các lo ngại về độ tương thích phổ và các nghi ngờ liên quan tới nhu cầu sử dụng tốc độ này. Thay vào đó hiện nay người ta tập trung vào cải thiện phạm vi mạch vòng ở các tốc độ gần 1Mbit/s, giá thành thấp, tiêu thu năng lượng thấp và giảm xuyên âm. Các hệ thống ADSL đang được phát triển để truyền đa mạch thoại số ngoài truyền dữ liệu tốc độ lớn. ADSL + ISDN Một số nhà bán thiết bị đang giới thiệu phiên bản ADSL băng tần phát và thu được đặt trên 0 đến 80 kHz ANSI T1.601 băng truyền của ISDN tốc độ cơ bản. Đối với BRI sử dụng mã đường dây 4B3T, băng tần số BRI là từ 0 tới 120 kHz. Điều này giảm đáng kể tốc độ ADSL nhưng cho phép đồng thời dịch vụ ISDN và ADSL trên cùng một mạch vòng. Cấu hình ADSL + ISDN không hứa hẹn cung cấp được mạch vòng tới 5,5 km (18 kft) mà thông thường cung cấp bởi ISDN. ADSL +ISDN đặc biệt được Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 22 - quan tâm ở Đức và Pháp nơi dịch vụ ISDN được triển khai rộng. Cấu hình này cũng được sử dụng để cung cấp hai mạch thoại và dữ liệu tốc độ cao trung bình. ADSL không tách ( lọc ) Việc lắp đặt dịch vụ ADSL ở phía nhà thuê bao có thể yêu cầu thay toàn bộ đi dây bên trong hoặc sửa đổi. Đối với cầu hình ADSL chuẩn, ADSL kết thúc ở thiết bị giao diện mạng (NID), nơi bộ lọc thông thấp (bộ tách) tách tín hiệu trong băng thoại được gắn với dây đỏ và dây xanh tới điện thoại và tín hiệu băng rộng được nối tới dây vàng và dây đen nối tới modem ADSL của khách hàng. Để làm được điều này cần phải có các thiết bị tách và sử dụng các dây vàng và đen mà không lắp đặt ở một số khách hàng hoặc đã sử dụng cho dịch vụ thoại đường dây thứ hai. Hơn nữa trong một số trường hợp, dây kém tiêu chuẩn được sử dụng làm ảnh hưởng tới hoạt động của ADSL (và thậm chí ISDN). Kết quả là thường phải đi dây lại từ NID tới modem của khách hàng. Hình III.5 Cấu hình ADSL chuẩn có bộ tách. Cấu hình ADSL POTS có bộ tách phổ biến nhất (được chỉ ra trong hình III.5) đặt bộ lọc thông thấp LPF cho đường dây thoại ở gần NID và bộ lọc thông cao HPF ở trong ATU-R. Một giải pháp khác, các bộ lọc (LPF và HPF) có thể tích hợp trong ATU-R. Sử dụng bộ lọc ở trong ATU-R có nhược điểm là có thể bị mất dịch vụ POTS khi bỏ đi ATU-R và có thể có mức xuyên âm quá mức khi sử dụng đường đi dây hiện có. Khái niệm ADSL không có bộ tách có nghĩa là loại bỏ bộ lọc tách ở cuối đường dây phía thuê bao. Nhiều thuật ngữ khác được sử dụng để mô tả khái niệm này: ADSL lite, Consumer DSL (CDSL) hoặc ADSL phổ thông (UADSL). ADSL không có bộ tách được định nghĩa trong khuyến nghị ITU G.992.2. ADSL modem và các điện thoại được nối trực tiếp tới đường dây đỏ và xanh hiện có, hỗ trợ đồng thời thoại và dữ liệu. Việc lắp đặt ADSL được thực hiện dễ dàng bằng cách cắm ADSL modem vào bất cứ jack nào ở nhà thuê bao, không cần phải đi dây mới cũng như lắp đặt các bộ tách. Tổng đài trung tâm ATU-C Chuyển mạch thoại LPF Phía khách hàng Vàng & Đen ATU-R LPF NID Đỏ & xanh Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 23 - Hình III.6 Cấu hình ADSL không có bộ lọc phía khách hàng. Bộ lọc ADSL có hai mục đích: (1) bộ lọc làm suy giảm nhiễu tín hiệu có thể làm hỏng đường truyền dữ liệu ADSL và (2) bộ lọc làm suy giảm tín hiệu ADSL để tránh nhiễu tạp âm trên đường dây điện thoại. Do trở kháng không tuyến tính của một số điện thoại, mức năng lượng phát ADSL ở các tần số trên băng tần âm có thể điều chế vào băng tần thoại. Tuy nhiên điều này sẽ làm giảm tốc độ dữ liệu ADSL và độ dài mạch vòng. Lỗi bất thường dễ xảy ra khi điện thoại rung chuông và chắc chắn xảy ra trong thời điểm ngắt chuông khi điện thoại đang rung chuông bị nhấc tổ hợp. Tiếng rít khó chịu có thể nghe thấy được trong điện thoại. Một giải pháp cho vấn đề này là đặt một loạt các bộ lọc thông thấp vào mỗi điện thoại (hình III.7). Bộ lọc này thường không đắt và có các đầu nối modun cho nên bất cứ khách hàng nào cũng có thể tự lắp đặt trong vòng vài giây. Khách hàng có thể mua điện thoại mới "ADSL-tương thích" có các bộ lọc thông thấp có sẵn trong máy. Cấu hình này có thể ngăn chặn nhiễu POTS làm suy giảm truyền dẫn ADSL và nhiễu ADSL nghe thấy được ở trên điện thoại. Không cần đi dây mới ở bên trong và cũng không cần lắp đặt các bộ lọc ở NID. Khách hàng có thể cắm ADSL modem vào bất cứ jack điện thoại nào trên tường. Tốc độ dữ liệu ADSL ở một chừng mực nào đó thấp hơn cấu hình ADSL tiêu chuẩn. Tốc độ dữ liệu có thể suy giảm do các nguồn nhiễu khác và hiệu ứng tải của các bộ lọc các mẩu dây. Chất lượng truyền trong băng thoại bị suy giảm có thể xuất phát từ nhiều bộ lọc thông thấp đặt song song với nhau. Một trở ngại khác liên quan đến các khách hàng quên không đặt LPF trên đường dây nối tới điện thoại của họ. Hình III.7 Cấu hình ADSL có bộ lọc thông thấp tại mỗi điện thoại Tổng đài trung tâm ATU-C Chuyển mạch thoại LPF Phía khách hàng đỏ & xanh ATU-R NID LPF LPF Tổng đài trung tâm Chuyển mạch thoại LPF Phía khách hàng đỏ & xanh NID ATU-C ATU-R Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 24 - Nếu các chướng ngại về kỹ thuật và khai thác được khắc phục, có thể ADSL không bộ tách sẽ chiếm ưu thế hơn. Trong tương lai gần, phần lớn các ADSL được lắp đặt với bộ tách ở các hai đầu cuối của đường dây. Việc sử dụng bộ tách ở phía khách hàng có thể được tiếp tục sử dụng cho các khách hàng yêu cầu dịch vụ tốc độ bit cao. Một số nhà cung cấp dịch vụ ADSL gợi ý là dịch vụ ADSL của họ có thể làm việc với cả cấu hình có bộ tách và không có bộ tách trong khi sử dụng cùng loại ATU-C ở CO. Quá trình triển khai ADSL không có bộ tách được thúc đẩy bởi các hoạt động thị trường và kỹ thuật của nhóm nghiên cứu ADSL, nhóm các công ty điện thoại hàng đầu và các công ty máy tính. 3.6 Các kỹ thuật mã hóa đường truyền trong ADSL : Các phương pháp điều chế CAP (Điều chế biên độ pha không sóng mang) và DMT (Đa kênh rời rạc) là các mã đường truyền sử dụng hữu ích cho vùng tần số cao nằm trên dải băng tần thoại. Hai phương pháp mã hoá này là rất khác nhau về phương pháp thực hiện, do đó bộ thu phát DMT không thể tương thích với bộ thu phát CAP. 3.6.1 Mã hóa đường truyền đa kênh : Phương pháp truyền dẫn đa kênh phân chia các đường DSL thành hàng trăm các đường truyền nhỏ hơn, dễ truyền hơn. Tốc độ số liệu là tổng tốc độ truyền trên các kênh nhỏ này. Phương pháp chung nhất là truyền dẫn trên các băng tần hẹp không có hiện tượng chồng lấn. Mã hóa đường truyền đa kênh có chất lượng cao nhất và cơ bản đã được tối ưu hóa cho kênh bị hiện tượng xuyên nhiễu. Đặc điểm chính của truyền dẫn đa kênh là làm tương thích tín hiệu đầu vào với các đặc trưng riêng của đường dây điện thoại. Điều này cho phép nâng cao đáng kể về cự ly và độ tin cậy, hai tham số chính làm ảnh hưởng đến chi phí khi thiết kế hệ thống. Chính vì vậy mã truyền dẫn đa kênh được sử dụng phổ biến trong các đường truyền DSL. Phương thức truyền dẫn đa kênh đem lại chất lượng cao được sử dụng trong đường truyền ADSL. Bộ cân bằng chỉ có thể hạn chế một phần hiện tượng xuyên nhiễu và được sử dụng trong sơ đồ tách tối ưu một phần. Khi hiện tượng xuyên nhiễu trở nên nghiêm trọng, các bộ cân bằng trở nên rất phức tạp và giảm chất lượng càng lớn so với giá trị lý thuyết. Giải pháp sử dụng ở đây là phân chia kênh truyền dẫn thành một số các kênh AWGN( Additive Gaussian White Noise : nhiễu trắng Gaussian cộng thêm) nhỏ hơn. Lý thuyết này do Shannon đưa ra trong lý thuyết toán thông tin của ông nhằm chia kênh thành một số lớn các kênh AWGN băng tần hẹp. Các kênh này thường được tách thành các băng tần kế tiếp nhau riêng biệt và gọi là truyền dẫn đa sóng mang hay đa tín hiệu. Nếu các kênh truyền dẫn đa tín hiệu có băng tần đủ hẹp thì xuyên nhiễu sẽ ít hơn hoặc không có và chúng có thể được xem là kênh AWGN. Thay vì sử dụng các bộ cân bằng phức tạp chỉ cần sử dụng các bộ tách/ghép tín hiệu tới và từ các kênh nhỏ. Truyền dẫn đa sóng mang hiện đã được tiêu chuẩn hóa và sử dụng do việc tạo các kênh nhỏ đơn giản khi có các bộ xử lý tín hiệu số. Bộ cân bằng các sóng mang rộng có thể được thay thế bằng số ít hơn các bộ cân bằng sử dụng bộ sóng mang hay đa sóng mang theo lý thuyết của Shannon và có thể được sử dụng hay hiểu đơn giản hơn. Dung lượng của kênh sẽ là tổng của các kênh độc lập song song với nhau làm cho Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 25 - việc tính toán tốc độ số liệu cực đại của kênh theo lý thuyết hay sử dụng độ hiệu quả của SNR tính các tốc độ thực tế sẽ đơn giản hơn. Khái niệm cơ bản về đa tần rời rạc hay đường truyền đa kênh được mô tả trên hình III.8. Trong trường hợp này ta xem xét hai đường truyền DSL có hiện tượng xuyên nhiễu ISI nghiêm trọng, nếu được truyền dưới dạng kênh đơn băng rộng. Người ta phân chia phổ của tín hiệu phát thành các các băng hẹp hơn và các kênh này truyền qua kênh dự kiến truyền tải thông tin. Cần chú ý là bộ thu có bộ lọc tương thích với từng bộ lọc thông thấp phía phát do đó dễ dàng tạo thành bộ thu giống nhau cực đại. Các kênh có chất lượng tốt hơn sẽ truyền tải nhiều thông tin hơn các kênh còn lại. Nếu các kênh này đủ hẹp thì sẽ không cần đến bộ cân bằng. Hình III.8 Đa tần rời rạc Tập hợp các tỷ số tín hiệu/tạp âm là rất cần thiết để tính chất lượng của kênh. Giả thiết là ta có N kênh mỗi kênh có )/(log Γ+= n n SNRb 1 2 1 2 Số bit trung bình là tổng số bit truyền trên mỗi kênh chia cho số kênh (giả thiết ở đây là N) như sau         Γ +=                 Γ +=         Γ += ∏ ∑ = = geo NN n n N n n SNR SNRSNR N b 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 2 logloglog trong đó SNR geo là tỷ số tín hiệu/ tạp âm về hình học hay giá trị trung bình nhân của 1+SNR/Γ. bit/kênh Tần số Đôi dây xoắn Đôi dây xoắn có TAP,AM/RF và XTALK xtalk Suy hao Suy hao bit/kênh Tần số Tần số bit/kênh Tần số Tần số TÇn sè AM bÝt/kªnh Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL - 26 -           −               Γ +Γ= ∏ = 11 1 1 NN n n geo SNR SNR Tổng của các kênh độc lập song song được xem là nhiễu trắng Gaussian có SNRgeo bằng giá trị trung bình nhân của các kênh nhỏ SNR. SNRgeo có thể xem như SNR của hệ thống cân bằng thông băng và băng tần cơ bản. Tỷ số nhiễu/tạp âm SNRgeo có thể được cải thiện đáng kể khi phân bố năng lượng qua tất cả hay một số kênh không đồng đều và cho phép nâng cao chất lượng của hệ thống. 3.6.2 Mã hóa âm tần rời rạc DMT (Dicrete Multitone Modulation) : Modem ADSL dựa trên DMT bao gồm rất nhiều (256) modem mini, mỗi modem có băng tần khoảng 4kHz, hoạt động đồng thời. DMT sử dụng rất nhiều kênh mang để tạo thành các kênh con, mỗi kênh con mang một phần nhỏ của tổng số thông tin. Các kênh con này được điều chế một cách độc lập với tần số mang tương ứng với tần số trung tâm của kênh con và được xử lý song song. Mỗi kênh con được điều chế sử dụng QAM và có thể mang từ 0 đến 15bit/symbol/Hz. Số bit thực tế được mang trên một kênh phụ thuộc vào đặc tính đường dây. Các kênh con trung tâm có thể không được sử dụng do giao thoa ngoài giữa các kênh con. DMT được minh hoạ trong hình III.9, III.10 Hình III.9 Đa tần rời rạc Theo lý thuyết, dải băng tần lớn nhất hướng lên là 25 kênh x 15 bit/symbol/Hz/kênh x 4KHz = 1,5 Mbps. Dải băng tần lớn nhất hướng xuống là: 249kênh x15 bit/symbol/Hz/kênh x 4KHz = 14,9 Mbps. frequency Upstream POST Downstream 0 4 40 1100 7 dB ADS Không được sử dụng do điều kiện đường truyền Signal Power [...]... thm chớ i vi hu ht cỏc trng hp khú (ADSL) thỡ thng cú chi phớ khụng ỏng k v thng c s dng trong thc t 3.8 c im k thut v cụng ngh ADSL: 3.8.1 Mụ hỡnh tham chiu h thng ADSL: Cp modem ADSL kt ni mỏy tớnh ngi s dng vi mng thụng tin thụng qua cỏc kt ni ADSL Theo yờu cu ca ni dung ny, c T1E1.4 trong ANSI T1.413 v TR-001 trong ADSL Forum u nh ngha mụ hỡnh tham chiu cho kt ni ADSL T trỏi sang phi theo hỡnh III.17... vic s dng DMT hay CAP lm mó ng truyn cho ADSL, mi phng phỏp u cú nhng u v nhc im riờng ca nú DMT cú kh nng thớch ng nhanh vi thay i ng dõy, CAP cng cú kh nng nh vy Nhng hin nay DMT c s dng lm mó ng truyn cho ADSL Tuy nhiờn, theo s phõn tớch ban u thỡ DMT c nhiu t chc chun hoỏ ng ý s dng truyn cho ADSL full-rate v ADSL Lite - 29 - Phõn tớch v mụ phng h thng ADSL Trỏi ngc vi DMT, CAP s dng hon ton di... cho kt ni ADSL T trỏi sang phi theo hỡnh III.17 ta cú: V-C Giao din im truy nhp v mng d liu U-C2 Giao din ADSL ti ATU-C khụng cú bng thoi POTS (0 n 4kHz) U-C Giao din ADSL ti ATU-C bao gm bng thoi U-R Giao din ADSL ti ATU-R bao gm bng thoi U-R2 Giao din ADSL ti ATU-R khụng cú bng thoi T-R Giao din ADSL gia ATU-R v mng trong nh thuờ bao* T-S Giao din gia mng trong nh thuờ bao v mỏy ch ca khỏch hng * Mng... phng thc la chn FDM i vi ADSL (phự hp vi trit ting vng) cho phộp dnh riờng bng thụng ti 138 kHz u tiờn cho ng truyn hng lờn v tuõn th theo chun T1.413 Phng thc ny thng c s dng M Tuy nhiờn, nng lc x lý thng c tha hip trong cu hỡnh ny, v bng thụng hng lờn ó hn ch tc d liu di mc mong mun i vi mt vi dch v (vớ d: truy nhp Internet) - 30 - Phõn tớch v mụ phng h thng ADSL Nhiu h thng ADSL s dng k thut truyn... trc tip gia mt modem v mt PC hoc mt card modem cm trong ADSL v bus mỏy tớnh - 33 - Phõn tớch v mụ phng h thng ADSL V-C Mng bng rng P H Y TR NT ATU-C T/S P H Y ATU-R SM Mng gia ỡnh SM U-C 2 U-R 2 HPF HPF U-C Mng bng rng U-R PSTN POTS LPF mch vũng LPF B tỏch R B tỏch C in thoi hoc modem õm tn Giao din ng tớn hiu Hỡnh III.17 Mụ hỡnh tham chiu ca din n ADSL Theo yờu cu ca chng ny cỏc giao din U-C v U-R, T-R... dnh cho ng ADSL c ch nh gia nhng kờnh ó nh hỡnh ny Mi kờnh cú th c ch bng thụng theo cỏc n v 32Kbps cho n bng thụng ti a ca ng i hay ng n trờn ng ADSL 1 Trong trng hp h tr cho ATM, thỡ ATU-C v ATU-R m nhim chc nng TC ca ATM (ATM-TC) Tham chiu thi gian c h tr trong ATU-C iu ny cho phộp cung cp cỏc tớn hiu thi gian 8kHz ti ATU-C v ATU-R ng b mng 1 Tc ti a cho thụng tin theo T1.413 i vi modem ADSL l 6144Kbit/s... Ghép khung dữ liệu (điểm A) LS2 Các byte BI(LS2) AEX Các byte AI LEX Các byte LI Phõn tớch v mụ phng h thng ADSL Hỡnh III.22 To khung xen 3.8.4.4 Khai thỏc v bo dng: Giao din ADSL h tr ba phng phỏp cho vic trao i thụng tin hot ng ca lp vt lý gia ATU-C v ATU-R: o Ghi kờnh hot ng EOC o iu khin mo u ADSL AOC o Cỏc bit ch dn Ghi kờnh hot ng h tr vic c v ghi cỏc ng ký cha thụng tin hot ng trờn ATU-R t ATU-C... bit trong byte ng b ca phn ghộp xen khung ADSL Mt khung AOC cú di 13 bit gm 5 bit lnh v 8 bit d liu 23 bit ch dn c mang trong cỏc fast byte ca phn nhanh ca khung ADSL Mi bit c xem nh ch dn cho modem thu v trng thỏi ca phn tng t nú ti u bờn kia Cỏc bit ch dn c thit lp khi cỏc trng thỏi chng hn nh li ng truyn hay mt tớn hiu c phỏt hin ti u bờn kia ca kt ni ADSL - 41 - ... FDM ADSL S thc hin truyn: iu ch (lờn) fc1 Gii iu ch (lờn) lờn Thu/Phỏt lc Gii iu ch (xung) Thu/Phỏt lc xung fc2 fc1 iu ch (xung) fc2 User 1 User 2 Hỡnh III.15 S thu phỏt theo FDM Thng ng lờn s dng bng tn thp, ng xung bng tn cao v bng xung rng hn bng lờn u im ca phng phỏp FDM: o Do bng tn lờn v xung tỏch bit nờn gim c can nhiu trong mt ụi dõy, trit c xuyờn õm u gn - 31 - Phõn tớch v mụ phng h thng ADSL. .. nờn cn cú mt b trit ting vng phớa thu Mt s h thng ADSL s dng k thut trit ting vng EC, ni di tn phỏt c t trong di tn thu Xem hỡnh III.16 Bng cỏch chng di tn, tng bng tn truyn cú th gim Tuy nhiờn, ECH khú trỏnh c t xuyờn nhiu v khi thc hin cn cú x lý s phc tp hn Mức truyền Băng POTS Băng bảo vệ Băng phát tốc độ thấp Bng phỏt tc cao Tần số Hỡnh III.16 EC ADSL Song cụng trit ting vng t c tc truyn d liu . mô phỏng hệ thống ADSL - 17 - CHƯƠNG III CÔNG NGHỆ ADSL 3.1 Định nghĩa ADSL và mô hình tham chiếu : Đường dây thuê bao số không đối xứng ADSL( Asymmetric. dưỡng cho ADSL, bao gồm kênh eoc và cơ sở quản lý thông tin (MIB). 3.3 Các khả năng của ADSL và ứng dụng : ADSL1 , ADSL2 , ADSL3 Khái niệm về ADSL xuất hiện