Công nghệ Truyền Tín Hiệu VDSL Trong Mạch Vòng Nội Hạt

MỤC LỤC

CÔNG NGHỆ VDSL

Giới thiệu công nghệ VDSL

VDSL được sử dụng trong các mạch vòng nội hạt để truyền tín hiệu từ khối mạng quang ONU tới các thuê bao. Để có thể hoạt động được các thiết bị VDSL phải vượt qua được suy hao đường truyền, xuyên kênh, sự xâm nhập của sóng vô tuyến RF và các tác động xuyên nhiễu khác.

Nhiễu

    Chú ý rằng điều đó là không cần thiết cho VTU-R và modem CPE xDSL khác để định vị trong cùng toà nhà, nhưng những đôi dây xoắn mang chúng phải dùng chung một nhóm bộ kết nối cho một số chiều dài gần tương ứng các điểm đầu cuối. Vì cần thiết để loại bỏ NEXT giữa hệ thống ADSL và VDSL và quả thực khả năng FEXT có thể gây ra sự suy giảm quá trình thực hiện, phổ phân phối tới VDSL dốc xuống trên các kênh chiều lên hay chiều xuống ADSL khi ADSL và VDSL cả hai đều có mặt. Vì tín hiệu VDSL được lượng tử hoá với sự không chính xác thấp hơn, nhiễu lượng tử, hay sự không chính xác bởi vì quá trình chuyển đổi, tăng lên, sự giảm sút có ảnh hưởng đến tốc độ bít có thể đạt được trên kênh truyền.

    Ví dụ về bộ phát xung là rất đa dạng như mở của tủ lạnh (mô tơ chạy/tắt), điện áp điều khiển thang máy (các đường dây điện thoại trong các toà nhà thường chạy theo đường giếng thang máy), và rung chuông của các máy điện thoại trong cùng bó cáp.

    Hình 2.7 Mạch khử RFI ingress
    Hình 2.7 Mạch khử RFI ingress

    Đặc tính của kĩ thuật VDSL

      Tuy nhiên một số thành viên của ETSI lại khuyến nghị rằng nên loại bỏ tốc độ đối xứng 36,864 Mbps thuộc nhóm II vì nó cần dữ liệu tốc độ cao chỉ hoạt động được với một số rất ít các đường dây điện thoại rất ngắn nhưng lại làm tăng độ phức tạp và giá thành của modem. Các đường bao mật độ phổ công suất phát mạnh mẽ hơn cũng được định nghĩa cho việc sử dụng các mạng mà hầu hết hay đối khi tất cả các đều được chôn ngầm và sự bức xạ vào dải tần vô tuyến nghiệp dư không khí là không đáng kể. Trong cấu hình FTTEx nhiều đôi dây xoắn tỏa ra từ một tổng đài nội hạt có thể mang tín hiệu ADSL, truyền với mật độ phổ công suất phát –40dBm/Hz trong khi các đường dây khác có thể mang tín hiệu VDSL với mật độ phổ công suất phát từ -60dBm/Hz cho các thuê bao gần tổng đài hơn như minh hoạ ở hình 2.13.

      Phân tích bày cho rằng những xung băng tần cơ sở trong bộ điều chế thường tạo thành các kí hiệu trước khi nhân bởi các sóng hình sin và cos là các xung đơn giản với biên độ đồng nhất trong suốt toàn bộ chu kì kí hiệu.

      Hình 2.9 Đáp ứng tần số của một tín hiệu chứa nhiễu AWGN
      Hình 2.9 Đáp ứng tần số của một tín hiệu chứa nhiễu AWGN

      2 )sin(

      Ưu nhược điểm của các phương pháp điều chế a . Phương pháp DMT

       Trong điều kiện thực tế do có nhiều xung đột kĩ thuật diễn ra mạnh với các điều kiện kĩ thuật không đạt ở mức tối ưu việc áp dụng DMT vào là gặp nhiều khó khăn.  Do không có sóng mang nên năng lượng suy giảm nhanh trên đường truyền và tín hiệu thu chỉ biết biên độ mà không biết pha do đó đầu thu phải có bộ thực hiện chức năng quay nhằm xác định chính xác điểm tín hiệu.  QAM có hiệu quả mạnh mẽ hơn DMT trong các điều kiện thay đổi vì QAM đòi hỏi tính toán ít hơn, kích thước nhỏ hơn, điều đó có nghĩa tiêu thụ ít năng lượng ít hơn và giá rẽ hơn.

       Tuy nhiên, số trạng thái của QAM càng lớn tỉ số tín hiệu trên tạp âm càng phải lớn để đảm bảo cùng một tỷ lệ BER cho phép.

      Bảng 2.7 SNR của các hệ thống thoả mãn BER<10 -7
      Bảng 2.7 SNR của các hệ thống thoả mãn BER<10 -7

      Phương pháp truyền dẫn song công

      Để hỗ trợ tầm tốc độ dữ liệu, tầm số dữ liệu rộng và truyền dẫn hai chiều trên đường dây có độ dài khác nhau, các hệ thống hệ thống song công phân tần phải cung cấp các chiều xuống và chiều lên có độ rộng dải biến thiên làm tăng thêm độ phức tạp của hệ thống và đặc biệt là các bộ lọc tưong tự. Sử dụng song công phân chia theo thời gian yêu cầu các modem đang tích cực trong một chảo cáp phải được đồng bộ với một clock của siêu khung chung sao cho mọi truyền dẫn theo chiều chiều xuống xảy ra đồng bộ và mọi truyền dẫn theo chiều chiều lên cũng xảy ra chính xác cùng lúc trên mọi đường dây. Nhiều nhà khai thác và điều hành đồng ý rằng các khách hàng doanh nghiệp thường yêu cầu dịch vụ đối xứng trong khi các khách hàng dân dụng lại yêu cầu dịch vụ bất đối xứng cho việc truy cập Internet, video on demand…Như đã phân tích ở trên, việc trộn lẫn các dịch vụ đối xứng và bất đối xứng gây ra sự không tương hợp phổ cho việc bố trí tần số của song công phân tần và thời gian của song công phân thời.

      Trên thực tế, cần thấy rằng giải pháp song công phân thời dựa trên điều chế CAP/QAM có giá thành cao hơn nhiều so với giải pháp song công phân tần một sóng mang vì chúng phải dùng các bộ lọc DFE dải rộng hơn và phức tạp hơn cũng như cần phải có các bộ biến đổi tín hiệu ADC, DAC tốc độ nhanh.

      Hình 2.27 Vị trí điển hình của các kênh chiều lên và chiều xuống trong FDD
      Hình 2.27 Vị trí điển hình của các kênh chiều lên và chiều xuống trong FDD

      Ưu nhược điểm của các phương pháp truyền dẫn song công a. Phương pháp FDM

       Không sử dụng hiệu quả băng thông vì luồng lên và luồng xuống ở hai dải tần khác biệt nhau và còn có dải tần bảo vệ.  Tốc độ luồng xuống ở dải tần cao nên bị giảm nhanh chóng khi cự ly truyền dẫn tăng do suy hao ở miền tần số cao nhanh.  Không bị ảnh hưởng nhiều về tốc độ đường truyền khi truyền dẫn tại miền tần số cao.

       Trong quá trình phát triển dịch vụ việc thay đổi các khách hàng sẽ làm ảnh hưởng tới chất lượng đường truyền tới các khách hàng hiện tại.

      Mô hình tham chiếu của VDSL

      • Mô hình giao thức

        Khi thực hiện cáp quang mở rộng vào sâu mạng hơn thì công nghệ VDSL dùng bộ ONU trong cấu hình fiber- to- the- cabinet ( FTTCab ) như minh hoạ trên hình 2.36. Cấu trúc này được sử dụng cho tiêu chuẩn kĩ thuật dạng DAVIC VDSL, trong tiêu chuẩn này sử dụng điều chế biên độ pha không sóng mang cho tốc độ 13; 25, 92 và 51 Mbit/s thu và 1,6 Mbit/s cho phát qua đôi dây xoắn. Cấu trúc Hub tích cực chỉ trên hình 2.38 cho phép có những sản phẩm lớn hơn (cả về băng tần và phạm vi) bằng việc dùng một cấu hình điểm tới điểm cho vòng lặp truyền dẫn.

        Lớp hội tụ truyền dẫn (TC) được chia thành một phần đặc tính thích nghi chuyền vận ( TPS-TC: transport protocol specific-TC ) và một phần đặc tính môi trường vật lí ( PMS-TC: Physical Medium Specific-TC ).

        Hình 2.34 Cấu trúc mạng VDSL
        Hình 2.34 Cấu trúc mạng VDSL

        Thiết kế mạng VDSL .1 Mô hình chi phí

        • Phân tích thành phần chi phí
          • Sự đánh giá gần đúng cho chi phí
            • So sánh các chi phí của các Topology .1 Tổng chi phí

              Như các chi phí khác cần để tạo tại thời điểm của toà nhà mạng VDSL với chỉ có dự báo khả năng có thể số lượng của thuê bao VDSL, chi phí modem VDSL mô tả sau khi kết nối VDSL đã được yêu cầu bởi khách hàng. Tuy nhiên một số cố gắng được đặt để tạo ra giá trị như khả năng thực tế có thể nhất so sánh với cái khác đến nỗi chi phí sau đây phân tích sự so sánh và độ nhạy có thể đưa ra ít nhất một số chỉ số của phần lớn giới hạn của mạng. Như thấy từ chi phí được đánh giá thừa nhận rằng phần chính của chi phí được tạo bởi chi phí của việc lắp đặt dưới đánh giá thấp hơn 5 Euro/m đánh giá trung bình được thể hiện ở trên và đánh giá cao cao hơn 10 Euro/m.

              Như ngay cả khi nghĩ rằng chi phí tổng FTF topology có mức chi phí lớn nhất cho mỗi thuê bao hơn rất nhiều đặc biệt trong trường hợp tỉ lệ đo được thấp nơi chi phí tổng cao được tách rời bởi một số lượng thấp các thuê bao VDSL được kết nối.

              Bảng 2.10 Cỡ ONU cần thiết trong mô hình AN thực tế với các tỉ lệ đo được khác  nhau
              Bảng 2.10 Cỡ ONU cần thiết trong mô hình AN thực tế với các tỉ lệ đo được khác nhau

              KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ VDSL TRONG MẠNG TRUY NHẬP

              • Các kiến trúc mạng truy nhập sử dụng cáp quang

                Bởi vì công nghệ này cho các toà nhà văn phòng, khu nhà ở đô thị hay các công ty, xí nghiệp với độ dài đường cáp kết nối không quá 100 mét sẽ giải quyết nhu cầu kết nối Internet cho các khách hàng có mô hình mạng co nhiều đặc điểm giống các thuê bao Internet trực tiếp. Vì cỡ của tế bào là cố định, sự thực hiện ATM có thể đảm bảo hiệu quả chất lượng dịch vụ, băng tần cho phép, đảm bảo độ trể, ATM được thiết kế để hộ trợ cho cả hai tải trọng thoại và dữ liệu, vì vậy nó là thích hợp tốt với các ứng dụng fiber- to-the- home. Vì việc xác định địa hình của từng vùng cũng như yêu cầu dịch vụ của các vùng khác nhau, các vấn đề nảy sinh khác cũng như tiêu chí kĩ thuật của các thiết bị mạng nên việc định cở mạng không được chính xác nên việc nâng cấp trong thực tế còn có nhiều vấn đề khác đây chỉ là những đề xuất mang tính yêu cầu lí thuyết, những gì mà em thu được qua nghiên cứu đề tài này.

                Từ đó chỉ ra được việc áp dụng công nghệ VDSL vào Việt Nam là một thuận lợi lớn trong việc phát triển và đáp được chất lượng ngày càng cao của các dịch vụ băng rộng trong tình hình mạng chưa được quang hoá hoàn toàn và thúc đẩy quá trình tiến lên mạng NGN từ mạng PSTN.

                Hình 3.1 Các kiểu trúc mạng truy nhập sử dụng cáp quang FTTx
                Hình 3.1 Các kiểu trúc mạng truy nhập sử dụng cáp quang FTTx