2.4.1 Tơng thích phổ khi triển khai các công nghệ xDSL
Tơng thích phổ là thuật ngữ nói về mức độ xuyên âm lẫn nhau giữa các dịch vụ DSL hoặc giữa DSL và các trạm phát tần số vô tuyến.
Tơng thích phổ giữa các hệ thống DSL là một vấn đề cần quan tâm khi xây dựng một kỹ thuật mới vì phải đảm bảo khi lắp đặt các thiết bị modem cung cấp một dịch vụ mới vào hệ thống sẽ không gây lỗi tới các dịch vụ khác đang hoạt động và ngợc lại những thiết bị đã có cũng không đợc gây cản trở cho quá trình triển khai dịch vụ mới. Tơng thích phổ liên quan tới khả năng chồng lấn các băng tần truyền dẫn trên các loại DSL khác nhau trong cùng một bó cáp, thậm chí trên cùng một cáp. Vì DSL làm việc ở tần số cao nên mức xuyên âm đủ lớn để gây nhiễu các dịch vụ khác. ảnh hởng của xuyên âm làm giảm mật độ phổ công suất (PSD) nên thực tế sẽ ảnh hởng trực tiếp tới khoảng cách truyền tải của các hệ thống DSL.
Mặt nạ tạp âm ADSL (ADSL noise mask) xác định PSD lớn nhất cho phép của tạp âm trong dải tần ADSL. Vì vậy, nếu đã lắp đặt các hệ thống có PSD lớn hơn nh các hệ thống ISDN-PRA thì sẽ gây mức nhiễu AWGN cao cho ADSL và làm giảm dải tần hoạt động của các hệ thống sử dụng kỹ thuật FDM. SDSL cũng ảnh hởng nhiều đến ADSL vì tạo ra NEXT vợt quá mặt nạ tạp âm ADSL khoảng 200 kHz. Hệ thống VDSL phải có tần số cắt thấp hơn khoảng 1 MHz để tơng thích phổ với ADSL.
Trên thực tế, cần chú ý các mạch T1/E1. Những mạch T1/E1 đã phát triển từ nhiều năm bởi các công ty điện thoại và đợc thiết kế, chuẩn hoá vào thời gian mà các kỹ thuật truyền dẫn cha có khái niệm về hiện tợng tơng thích phổ. Những mạch T1/E1 truyền dịch vụ số 1,544Mbit/s / 2,048 Mbit/s sử dụng các loại mã đờng dây không hiệu quả (AMI/ HDB3) lãng phí băng tần và năng lợng, xuyên âm từ dịch vụ này lớn hơn bất kỳ một dịch vụ nào khác. Đối với các hệ thống ISDN là hệ thống truyền dẫn
Hình 2.20 So sánh cự ly truyền dẫn của hệ thống IDSN khi triển khai các dịch vụ khác trong cùng bó cáp 50 đôi
đối xứng sử dụng kỹ thuật khử tiếng vọng nên chiụ ảnh hởng lớn của nhiễu tự xuyên âm (SNEXT). Hình 2.20 so sánh phạm vi phục vụ của hệ thống ISDN trong trờng hợp triển khai các hệ thống ADSL, SDSL, HDSL hoặc chỉ có ISDN trong bó cáp 50 đôi.Hình 2.21 chỉ ra những băng thông khác nhau của các tín hiệu xDSL và những mức công suất gần đúng. Có thể thấy là những dịch vụ mới hơn có xu hớng sử dụng băng thông rộng hơn và phổ công suất ít hơn các dịch vụ đang tồn tại.
VDSL ADSL hướng xuống
ADSL hướng lên HDSL ISDN PSD (dBm/Hz) -34 -38 -40 -60 f Hình 2.23 So sánh mặt nạ PSD cho các loại DSL
Khi một dịch vụ DSL đợc triển khai trên một vùng có mật độ thuê bao cao thì đặc biệt phải chú ý tới vấn đề tự xuyên âm của các đôi dây gần nhau cùng cung cấp một dịch vụ. Đây là kiểu tơng thích phổ quan trọng nhất vì phổ của cùng một loại tín hiệu sẽ chồng lấn hoàn toàn lên nhau gây mức nhiễu lớn nhất.
Bức xạ từ những đờng dây điện thoại xoắn đôi mang các tín hiệu DSL đã trở nên ngày càng quan trọng. Vì các kỹ thuật xDSL sử dụng băng thông lớn nên chồng lấn nhiều sang băng tần vô tuyến. Truyền dẫn ADSL chồng lẫn lên phần băng tần sử dụng cho vô tuyến AM. Tín hiệu VDSL có thể gây ra một mối nguy hại đáng kể cho dịch vụ vô tuyến nghiệp d, tuy nhiên VDSL trong hệ thống thiết kế theo tiêu chuẩn, giảm PSD xuống –80 dBm/Hz trong băng tần radio sẽ hạn chế đợc ảnh hởng này.
2.4.2 Kiểm tra chất lợng mạch vòng
Do các kỹ thuật DSL không thể hoạt động ở một mạch vòng quá dài hay có nhiều cầu nối rẽ ... nên cần phải xác định xem những mạch vòng có khả năng hỗ trợ các dịch vụ DSL không trớc khi triển khai dịch vụ. Trớc đây, ngời ta thờng đo khoảng cách từ tổng đài tới thuê bao theo đờng thẳng trên bản đồ nên dẫn đến những ớc tính không chính xác. Điều này dễ làm cho các nhà cung cấp mắc sai lầm khi cố gắng
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
các dịch vụ khác trong cùng một bó cáp 50 dôi
cung cấp dịch vụ cho những khách hàng không nằm trong vùng phục vụ và có thể bỏ qua những khách hàng hoàn toàn có khả năng truy nhập dịch vụ. Ngày nay các thiết bị đó đã đợc cải tiến và cho những kết quả đo khá chính xác. Nhờ vậy, chi phí cho các nhà cung cấp dịch vụ giảm xuống và các dịch vụ DSL sẵn sàng phục vụ nhiều khách hàng hơn.
Có hai giải pháp kiểm tra chất lợng mạch vòng. Thứ nhất là kiểm tra theo yêu cầu. Khi một khách hàng gọi cho nhà cung cấp dịch vụ để yêu cầu dịch vụ thì ngời ta khởi tạo một quá trình phân tích mạch vòng kết nối giữa tổng đài và khách hàng đó. Việc này cần có một ngời phân tích đặc diểm mạch vòng đợc lu trữ trong cơ sở dữ liệu và một ngời khác thực hiện công việc đo kiểm với các thiết bị đo hoặc có thể truy nhập trực tiếp tới một hệ thống kiểm tra mạch vòng đặt ở tổng đài. Nói chung cách này có chi phí cao và trả lời chậm nên không đợc sử dụng rộng rãi. Cách thứ hai là xác định trớc chất lợng của mọi mạch vòng kết nối tới tổng đài trớc khi khách hàng yêu cầu. Việc này rất có ý nghĩa cho các nhà cung cấp dịch vụ định hớng phát triển dịch vụ trong một khu vực nào đó. Nghĩa là dựa vào kết quả kiểm tra, nhà cung cấp dịch vụ sẽ đảm bảo việc triển khai các dịch vụ DSL trong khu vực đó, khả năng hỗ trợ băng thông của mạch vòng thuê bao, giảm chi phí lắp đặt, hạn chế sự can thiệp của con ng- ời, cho phép thuê bao tự lắp đặt CPE.
Quá trình kiểm tra xác nhận trớc thờng đợc tiến hành ban đầu để xem mạch vòng có khả năng hỗ trợ các dịch vụ DSL không và xác nhận tốc độ và độ tin cậy của kỹ thuật xDSL phù hợp với trạng thái mạch vòng đó.
Nh đã phân tích ở chơng trớc, có bốn nhân tố chính ảnh hởng tới việc triển khai xDSL. Nhân tố đầu tiên và quan trọng nhất là chiều dài mạch vòng gồm cả những cầu nối rẽ. Thứ hai là kiểu kiến trúc mạng. Thứ ba là ảnh hởng của tạp âm nền nói chung, gồm cả tạp âm nhiệt, tạp âm xung...Cuối cùng là tạp âm từ các hệ thống xDSL khác (NEXT, FEXT và SNEXT).
Kiểm tra chiều dài mạch vòng: Bản thân dây dẫn cũng làm suy hao tín hiệu. Mạch vòng càng dài, suy hao càng lớn dẫn đến giảm tốc độ truyền dẫn. Tốc độ truyền dẫn có thể đạt tới của xDSL tỷ lệ nghịch với chiều dài mạch vòng do đó nhất thiết phải biết chiều dài mạch vòng để thiết lập tốc độ dịch vụ tơng ứng có thể cung cấp qua mạch vòng đó. Các phép đo điện dung tại một phía kết cuối (thờng từ tổng đài nội hạt) có thể xác định nhanh chóng, chính xác tổng chiều dài mạch vòng gồm cả các cầu nối rẽ với chi phí thấp. Chiều dài mạch vòng cũng có thể đợc xác định bằng cách
đo điện trở nhng phơng pháp này ít đợc sử dụng vì cần cử ngời tới nhà khách hàng để đấu nối hai đầu dây. Do vậy, thay vì tốn chi phí cử nhân viên đi và tính toán suy hao gián tiếp qua phép đo chiều dài mạch vòng thì phơng pháp kiểm tra trớc chất lợng mạch vòng thực hiện đo suy hao đầu cuối-tới-đầu cuối sử dụng âm tần riêng của xDSL đa ra chỉ báo suy hao một cách trực tiếp.
Những cuộn gia cảm đợc sử dụng để mở rộng chiều dài mạch vòng trong truyền dẫn tín hiệu thoại nhng cản trở việc truyền tín hiệu số nên cần loại bỏ khi triển khai dịch vụ xDSL. Hiện nay, do sử dụng các hệ thống sóng mang mạch vòng trung gian nên chiều dài mạch vòng đợc rút ngắn dơí 5,4 km nên không cần các cuộn gia cảm. Tuy nhiên vẫn còn một số cuộn cha đợc tháo bỏ. Thiết bị kiểm tra yêu cầu phải phát hiện đợc ít nhất là cuộn gia cảm đầu tiên trên mạch vòng và vị trí của nó. Sau đó các phơng tiện loại bỏ cuộn gia cảm này sẽ kiểm tra xem có cuộn phụ nào không. Vấn đề này tồn tại chủ yếu ở Mỹ.
Cầu nối rẽ có thể tồn tại giữa tổng đài và thuê bao hoặc ở xa hơn thuê bao. ảnh h- ởng của cầu nối rẽ vào dịch vụ xDSL liên quan trực tiếp tới vị trí, chiều dài và cỡ dây, loại dịch vụ xDSL đang triển khai và tần số hoạt động của hệ thống. Đây cũng là một vấn đề nghiêm trọng ở Mỹ. Thiết bị kiểm tra yêu cầu xác định chiều dài và vị trí của cầu nối rẽ. Máy đo phản xạ miền thời gian (TDR) là một trong nhiều thiết bị kiểm tra đang phổ biến để xác định vị trí và chiều dài cầu nối rẽ và mức độ ảnh hởng. TDR cũng có thể định vị đợc các đoạn hở mạch, ngắn mạch và cuộn gia cảm. Tuy nhiên, từ quan sát kết quả TDR bằng mắt rất khó xác định đúng. Do đó cần xây dựng phần mềm phân tích chuyên dụng để tính toán chính xác và đơn giản hoá công việc của kỹ thuật viên.
Xuyên âm và tạp âm: Đánh giá ảnh hởng của xuyên âm tới dịch vụ xDSL phụ thuộc nhiều nhân tố nh : số nguồn xuyên âm, cờng độ và kiểu nguồn xuyên âm, mức độ dễ bị xuyên âm của mạch vòng đang xét, khoảng cách từ nguồn xuyên âm tới mạch thu, tần số nguồn xuyên âm và độ chồng lấn lên tần số truyền dẫn của đầu thu. Khi những nguồn xuyên âm kết hợp với những nguồn tạp âm khác thì ảnh hởng của nền tạp âm có thể tăng lên làm chậm quá trình truyền dẫn của mạch vòng hay thậm chí có thể dừng lại.
Những nguồn tạp âm và ảnh hởng của chúng có thể quan sát bằng các máy phân tích phổ. Giống TDR, máy phân tích phổ cũng phải có những tiêu chuẩn phân tích để
xác định xem khi nào và ở đâu có nhiễu để có thể sửa chữa và loại nhiễu trên mạch vòng.
2.4.3 Lắp đặt thiết bị DSL tại nhà ngời sử dụng
*Lựa chọn cấu hình thiết bị:
Việc lựa chọn cấu hình đờng dây tuỳ thuộc thiết bị có sẵn trên mạng của nhà cung cấp dịch vụ DSL và sự tồn tại các đôi dây cũ cũng nh khả năng lắp thêm các đôi dây mới ở vị trí khách hàng. Nhìn chung, cần có các sợi cáp ngắn và một số chỗ nối cáp tại vị trí khách hàng.
Một số công nghệ xDSL ví dụ nh ADSL, cần có một bộ phân tách (Splitter) để cho phép đồng thời sử dụng thiết bị thoại tơng tự đang có sẵn và thiết bị truyền thông số liệu. Lựa chọn vị trí của bộ Splitter này rất quan trọng. Nó có thể đợc đặt gần kết cuối mạng NT tại lối vào hoặc tầng hầm của các toà nhà hoặc đặt ngay trong máy tính PC. Trong một số trờng hợp có thể không cần sử dụng Splitter nếu có các bộ vi lọc. Sử dụng các bộ vi lọc cho phép khách hàng tự lắp đặt thiết bị DSL của mình và giảm chi phí cử nhân viên đi lắp đặt.
NT ATU-R PC NIC RJ11 RJ45 a) b) NT PC NIC c) NT PC NIC MF MF MF : bộ vi lọc
Hình 2.24 Lựa chọn cấu hình thiết bị cho người sử dụng DSL
Hình 2.22 chỉ ra một số cách lắp đặt thiết bị DSL thông dụng. Hình a) một modem ADSL và bộ phân tách đợc đặt gần điểm kết cuối mạng. Bộ Splitter tách dịch vụ thoại
truyền thống qua một jắc RJ-11. Modem ADSL cung cấp Ethernet qua jắc RJ-45. Do cáp Ethernet thờng không có sẵn tại nhà khách hàng nên phải lắp đặt một cáp máy tính giữa ATU-R và máy tính. Hình b) modem ADSL có bộ Splitter đặt trong card giao diện mạng (NIC). Trong cách lựa chọn này, một đờng dây thoại mới phải lắp đặt giữa NT và modem DSL. NIC chứa một giắc cắm modul RJ-11 kết nối dịch vụ POTS. Cách lựa chọn này yêu cầu lắp thêm một đờng dây POTS từ PC tới các thiết bị tơng tự khác. u điểm của cấu hình này là chỉ cần một đoạn cáp ngắn nối giữa PC và NT. Trong cấu hình c) sử dụng ADSL.Lite nên không cần Splitter. Modem ADSL.Lite hoặc NIC đợc đặt trong PC. Để giảm thiểu nhiễu tới / từ các thiết bị thoại cần lắp đặt các bộ vi lọc.
*Thiết lập đờng dây
Việc thiết lập đờng dây cho thiết bị xDSL thờng gồm : chuyển đổi đờng dây cũ để có khả năng truyền xDSL hoặc lắp thêm dây mới tới các vị trí đầu xa trong toà nhà hoặc các phòng trong nhà, cơ quan.
Chuyển đổi hệ thống cáp cũ để cho phép triển khai các dịch vụ xDSL có thể cần loại bỏ các đoạn dây thừa từ các điểm kết nối, giảm số mối nối hoặc sửa chữa các mối nối không đảm bảo chất lợng. Khi lắp đặt các cáp mới cho dịch vụ xDSL thờng sử dụng đôi dây xoắn không bọc kim (UTP) cho các thuê bao là nhà riêng hoặc thơng nhân nhỏ. Cấu hình UTP phổ biến nhất có 4 dây, mỗi dây đợc bọc riêng và nằm chung trong lớp vỏ ngoài. Cỡ dây phổ biến là 0,4 mm hoặc 0,5 mm.
Trớc đây, thoại yêu cầu 4 dây nhng hiện nay, hầu hết điện thoại số hoặc tơng tự chỉ yêu cầu 1 đôi dây. Các màu tiêu chuẩn để phân biệt dây điện thoại gồm màu đỏ, xanh, đen và vàng. Kết nối thông thờng sử dụng màu đỏ và xanh cho dây thoại thứ nhất và đen, vàng cho dây thoại thứ hai. Cần chú ý tới xuyên âm giữa 2 đờng dây cùng sử dụng một lúc và tiếng vọng của các cuộc thoại khác. Xuyên âm gây nhiễu và giảm tốc độ truyền dẫn trong hệ thống DSL. Việc sử dụng cáp UTP giảm một phần xuyên âm ngoài ra còn các nhân tố khác nh chất lợng cấu hình dây, vỏ bọc và các bộ nối kết cuối. Cấu hình cáp có ảnh hởng lớn tới năng lực truyền dẫn DSL.
Chơng 3: Công nghệ ADSL
3.1 Sự ra đời và chuẩn hoá của ADSL
ADSL hiện đang là công nghệ đợc chú ý nhất trong họ công nghệ xDSL. Hai đặc điểm riêng để phân biệt ADSL với các công nghệ DSL khác là truyền hai chiều tốc độ không đối xứng và cho phép truyền đồng thời cả tín hiệu thoại và số liệu trên một đôi dây đồng. Phần này sẽ đề cập tới lý do ra đời và sự chuẩn hoá của công nghệ này.
Xét trên một mạch vòng thuê bao giữa tổng đài và một khách hàng thì kênh hớng lên và hớng xuống có cùng một giới hạn băng thông nên dung lợng kênh chỉ phụ thuộc vào SNR theo mỗi hớng. Cấu trúc mạng truy nhập cáp đồng bao gồm những bó cáp nhiều đôi kéo từ tổng đài tới điểm phân phối rồi toả ra từng đôi dây tới từng nhà thuê bao. Do vậy, môi trờng tạp âm phía tổng đài rất lớn gồm tất cả các thành phần tạp âm của từng đôi dây đồng và cả thành phần xuyên âm giữa các đôi dây trong cùng một bó và giữa các bó cáp với nhau. Khi tới gần đầu thuê bao, số đôi dây đồng ít đi nên xuyên âm trung bình ít hơn. Nghiên cứu đặc điểm này của mạch vòng thuê bao ngời ta thấy rằng : mặc dù công suất phát tín hiệu có thể đạt nh nhau song trong quá trình truyền trên mạch vòng thì tín hiệu phát lên từ thuê bao đã bị suy hao nhiều nên