Tổng quan về công nghệ ADSL: Thành phần, nguyên lý hoạt động và triển khai

MỤC LỤC

Các thành phần ADSL từ phía Nhà cung cấp dịch vụ

BAS là gì?

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. Khi kết nối vào Internet, bạn sử dụng các giao thức chạy ở tầng vận chuyển TCP/IP (chẳng hạn như HTTP - giao thức được sử dụng bởi các web- browser).

Các giao thức được sử dụng giữa Modem và BAS

Như chỳ giải ở trờn, ADSL khụng chỉ rừ cỏc giao thức được sử dụng để tạo thành kết nối tới Internet. Phương pháp mà PC và Modem sử dụng bắt buộc phải giống như BAS sử dụng để cho kết nối thực hiện được.

Vai trò của ATM

Mặc dù BAS thực thi giao thức PPP và tiến hành việc xác thực, nhưng thực ra việc đó được thực hiện bằng cách truy nhập vào các cơ sở dữ liệu khách hàng đặt tại ISP. Bằng cách đó, ISP biết được rằng các kết nối do BAS định tuyến tới - đã được xác thực thông qua giao dịch với cơ sở dữ liệu riêng của ISP.

Modem ADSL trên thực tế

Lưu ý là việc khai thác giao thức ATM không có nghĩa là cần phải có card mạng ATM cho PC - đó chỉ là cơ chế hỗ trợ bằng phần mềm trong hệ điều hành.

Mối tương quan giữa thoại và ADSL

 Bao nhiêu thuê bao của ISP đang khai thác (qua các giao tiếp khác nhau như quay số PSTN/ ISDN và ADSL).  ISP tổ chức caching và proxy ra sao, liệu thông tin mà bạn cần khai thác đã được lưu trữ trên Cache chưa hay phải tải về từ Internet.

MÔI TRƯỜNG CÁP ĐÔI DÂY XOẮN

Tóm lược lịch sử của cáp đôi dây xoắn

Sau khi điên thoại ngày càng được phát triển rộng khắp thì nhu cầu về dây dẫn tăng lên rất nhanh từ đó xuất hiện các tuyến cáp (một tuyến cáp bao gồm rất nhiều dây đơn cách điện chạy chung trong một ống cáp). Trong nhiều năm sau có rất nhiều dự án nghiên cứu cố gắng làm giảm nhiễu xuyên âm trên cáp, song chủ yếu là phân chia với các lớp vỏ bọc các sợi cáp đơn hoặc là tiếp đất tại những khoảng nhất định.

Tín hiệu mode chung và tín hiệu mode riêng

Tín hiệu mode chung là một dạng điển hình của sự ảnh hưởng ra bên ngoài chẳng hạn như sự cảm ứng tại tần số 60 Hz từ các tuyến gần nguồn, nhiễu RF từ các trạm phát sóng Radio và trên các băng đang hoạt động từ đó dẫn đến sự suy giảm tín hiệu trên các đôi dây xoắn khác. Tại phía thu của hệ thống cáp đôi dây xoắn, ở đây chỉ với các tín hiệu có mức điện áp khác nhau mới được xử lý để thu được thông tin còn đối với các tín hiệu mode chung sẽ được loại bỏ bởi các bộ khuếch đại cân bằng biến đổi với kết quả giảm giá trị điện áp trên các dây đơn của đôi dây xoắn.

Hình 2.1 - Sự khác nhau giữa tín hiệu mode riêng và mode chung.
Hình 2.1 - Sự khác nhau giữa tín hiệu mode riêng và mode chung.

Hệ thống đôi dây song công

Từ hình trên ta có, cáp đôi dây xoắn là một phần của cả hệ thống và được gọi là tuyến hai dây, tuyến đảm nhận quá trình phân chia việc nhận và truyền tín hiệu trên mỗi đầu cuối được gọi là tuyến bốn dây. Việc sử dụng bộ sai động (hybrid) ở đây với mục đích là để đạt được khả năng truyền thông song công trên cáp đôi dây xoắn, đây chính là một dạng điển hình của các hệ thống thoại và một số hệ thống huỷ echo như ISDN, HDSL và một vài hệ thống ADSL.

Hình 2.3 - Mô hình cơ chế hoạt động song công.
Hình 2.3 - Mô hình cơ chế hoạt động song công.

Đặc tính vật lý

    Do vậy những hệ thống này thường dùng các phương pháp khác như phương pháp phân chia theo tần số (FDM) và phân chia theo thời gian (TDM). Hầu hết các đôi dây xoắn thường được xác định thông qua chỉ số gauge AWG (American Wire Gauge), chỉ số này thường dùng để biểu thị số đo đường kớnh của lừi đồng cấu tạo nờn đụi dõy xoắn.

    Đặc tính điện

      (Thực tế các tham số này chỉ được xác định trên dải tần từ DC đến 10 MHz). Từ các đồ thị trên ta nhận thấy: Đối với trở kháng trong cả hai mô hình thì tại cỏc giỏ trị tần số lớn hơn 100 kHz, giỏ trị trở khỏng phụ thuộc rừ rệt vào f 1/2, đây chính là do ảnh hưởng của hiệu ứng bề mặt tại tần số cao đối với tuyến cáp đồng.

      Tham số đường truyền

        Từ (2.14) ta nhận thấy, phần thực của hằng số truyền xác định mức điện áp sẽ thay đổi trên chiều dài của tuyến truyền dẫn là bao nhiêu, còn phần ảo xác định sự thay đổi về độ lớn của góc pha. Từ đồ thị trên ta nhận thấy, mặc dù trở kháng đặc tính phụ thuộc vào tần số, khi tần số càng tăng thì trở kháng đặc tính càng giảm, trở kháng đặc tính giảm đến một mức ngưỡng (giá trị này xấp xỉ 100 Ω) thì không giảm nữa cho dù) thì không giảm nữa cho dù tần số tiếp tục tăng, giá trị ngưỡng này được gọi là trở kháng thuần trở.

        Hình 2.14 - Độ lớn biên độ của đặc tính trở kháng trên cáp đôi dây xoắn.
        Hình 2.14 - Độ lớn biên độ của đặc tính trở kháng trên cáp đôi dây xoắn.

        Nhiễu xuyên âm

        • Các mô hình bất đối xứng

          Từ sơ đồ trên ta thấy, tín hiệu nhiễu đầu gần NEXT chỉ phải truyền qua một độ dài rất bé (bé hơn đối với trường hợp FEXT) của cáp đôi dây xoắn trước khi gây nhiễu lên các tuyến khác, do vậy nhiễu đầu gần thường gây ảnh hưởng nghiêm trọng hơn so với loại FEXT. Thực tế có rất nhiều mô hình không đối xứng, song ở đây do khuôn khổ của đồ án chúng ta chỉ xét đến hai mô hình quan trọng nhất đó là mô hình dung kháng không đối xứng và mô hình cảm kháng không đối xứng.

          Hình 2.16 - Mô hình nguyên lý hoạt động của NEXT và FEXT.
          Hình 2.16 - Mô hình nguyên lý hoạt động của NEXT và FEXT.

          Kết chương

          Tóm lại trong chương này chúng ta đã đề cập một cách cơ bản về cáp đôi dây xoắn, các tham số đường truyền, các mô hình phân tích cũng như hệ số truyền dẫn và trở kháng đặc tính. Ngoài ra trong chương này chúng ta còn đề cập đến nhiễu xuyên âm trên cáp đôi dây xoắn, các loại nhiễu xuyên âm cũng như các biểu thức tính toán nhiễu xuyên âm.

          CÔNG NGHỆ ADSL

          Tương lai của ADSL

          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. 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.

          Hình 3.2 So sánh cấu trúc mạng của ADSL và ADSL lite
          Hình 3.2 So sánh cấu trúc mạng của ADSL và ADSL lite

          Cấu trúc của hệ thống ADSL

          • Mô hình tham chiếu hệ thống ADSL

            Tín hiệu được đưa tới bộ mã hoá phía phát để chia thành các kênh nhỏ có sóng mang riêng, các kênh này được kiểm tra để xem liệu chúng có thể để truyền thông tin hay không, rồi biến đổi Fourier rời rạc ngược để thực hiện chuyển đổi từ tín hiệu phức sang tín hiệu thực và chuyển đến bộ biến đổi D/A. Các đầu vào theo thời gian sẽ được phân tích ra thành các tập hợp chẵn và lẻ (truyền qua tất cả các “tầng” FTT) tạo nên tất cả các chỉ số theo trật tự về thời gian được xác định thong qua khối N điểm, được đơn giản bằng trị số nhị phân có trình tự bit ngược sử dụng cho các chọn lựa trong DSP có thể lập trình được.

            Hình III-1: Đa tần rời rạc
            Hình III-1: Đa tần rời rạc

            Dung lượng truyền tải

            Tuy nhiên, tất cả quá trình xử lý trong khung ADSL (ví dụ CRC, trộn…) sẽ thực hiện LSB trước (MSB bên ngoài sẽ được ADSL xem như là LSB) Với kết quả đó thì bit tới trước (MSB bên ngoài) sẽ là bit được xử lý đầu tiên trong ADSL (bit LSB), và bit CLP của mào đầu ATM sẽ mang byte MSB của khung ADSL (có nghĩa là chúng được xử lý sau). Khuôn dạng ghép kênh dữ liệu ADSL phải đủ linh hoạt để có khả năng truyền các tốc độ khác như là các phân kênh dựa trên luồng 1,544 Mbit/s nhưng việc hỗ trợ các tốc độ này (không phải là bội số nguyên của 32kbit/s) sẽ bị hạn chế do dung lượng ADSL hiện có phải thực hiện việc đồng bộ hệ thống (xem chú ý 1 và 2).

            Kết chương 3

            Đồng bộ dữ liệu và phần mào đầu cho phép hệ thống ADSL cung cấp đủ dung lượng để truyền tải thông suốt dữ liệu tốc độ DSL (nghĩa là toàn bộ tín hiệu DSL có thể được truyền thông qua tuyến truyền dẫn ADSL mà không cần thông dịch hoặc tách bỏ các bit tạo khung và phần mào đầu). Một phần trong phần mào đầu của hệ thống ADSL phụ thuộc vào các tuỳ chọn về cấu hình, ví dụ như sự phân bổ các kênh tải tin cho các bộ đệm dữ liệu xen hay không xen trong cấu trúc khung của tín hiệu ADSL và một phần trong phần mào đầu của hệ thống ADSL đc giữ cố định.

            PHƯƠNG PHÁP ĐO KIỂM VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI ADSL

            Tiêu chuẩn kỹ thuật

            • Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế và khu vực về công nghệ ADSL
              • Tiêu chuẩn cáp đồng phục vụ triển khai dịch vụ ADSL .1 Tiêu chuẩn cáp thông tin kim loại TCN 68-132: 1998

                ADSL kết hợp cả hai phương pháp song công phân tần và triệt tiếng vọng do bản chất đối xứng của dải tần ADSL (Hướng đi lên và hướng đi xuống có thể chồng lấn nhau nhưng không thể khớp nhau). Một đường dây nội hạt cáp đồng dự kiến có thể vận chuyển được đồng thời truyền dẫn số theo cả hai hướng cung cấp các tốc độ ISDN, HDSL, ADSL, UADSL giữa LT (kết cuối đường dây) và NT1 (kết cuối mạng 1) như chỉ ra trong hình IV-1.

                Bảng IV-2 Các thông số điển hình của cáp c/ Các thông số điện và truyền dẫn của đường dây thuê bao số
                Bảng IV-2 Các thông số điển hình của cáp c/ Các thông số điện và truyền dẫn của đường dây thuê bao số
                • Phương pháp đo kiểm

                  Triển khai lắp đặt hệ thống ADSL .1 Mạng ngoại vi

                  • Một số quy định mới về mạng ngoại vi
                    • Các giai đoạn đo thử đường dây thuê bao số

                       Các đơn vị cần thiết kế vùng phục vụ của các tổng đài tại các trung tâm tỉnh, thành phố sao cho bán kính vùng phục vụ ≤ 3 Km đối với cáp có đường kính 0,4 mm; ≤ 4 Km đối với cáp có đường kính 0,5 mm; Chỉ tiêu này để đảm bảo chất lượng thoại cho các thuê bao thông thường (suy hao truyền dẫn ở tần số 800Hz từ thuê bao đến tổng đài là 7dB). Gỡ butt set ra khỏi đường dây, nối máy đo thử ADSL vào đường dây, mở nguồn máy đo và kiểm tra một lần nữa sự đồng bộ với DSLAM và tốc độ bit cần thiết theo chiều upstream và downstream nếu khách hàng không yêu cầu dịch vụ điện thoại trên jack điện thoại này thì nối dây cùng đôi dây gán cho cổng số liệu ở NID.

                      Hình IV-1 Vị trí của NID và bộ tách dịch vụ ADSL/POST ở CPE
                      Hình IV-1 Vị trí của NID và bộ tách dịch vụ ADSL/POST ở CPE