Phần lớn các DSL chủ yếu được dựđịnh sử dụng từ một CO tới khách hàng và thứ yếu dùng từ những bộ ghép phân phối sợi quang. Trái ngược với VDSL. VDSL sẽ
chủ yếu được dùng cho những vịng lặp từ một đơn vị mạng quang (ONU ), cái mà cĩ
đặc điểm là đặt tại nơi cách xa khách hàng khơng lớn hơn 1km. Một số các vịng lặp VDSL nối trực tiếp tới CO.
Sợi quang kết nối trực tiếp ONU tới CO. VDSL truyền dẫn qua một cáp xoắn đơi thường dùng cho vài ngàn feet từ ONU tới khách hàng. Như thấy trên hình 2.34. Nhu cầu VDSL đựơc phát triển bởi nhĩm tiêu chuẩn T1E1.4 mơ tả các tốc độ và khoảng cách từ ONU tới phía khách hàng.
Cáp từ mạng tới ONU cĩ thểđược kết nối trực tiếp tới ONU, hình trịn ( phương pháp nối vài ba thiết bị với nhau dọc theo buýt, quản lí các tín hiệu đối với từng thiết bị ), hay qua bộ tách quang thụđộng.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương II. Cơng nghệ VDSL.
Hình 2.34 Cấu trúc mạng VDSL
Cơng nghệ VDSL hướng tới việc cung cấp truyền dẫn tốc độ cao trên đường dây thuê bao điện thoại cĩ độ dài khơng quá 1,5km. Mạng điện thoại thường cĩ 2 dạng kiến trúc vịng thuê bao. Những nơi dân cư dày đặc hay thành phố cĩ nhiều khách hàng ở gần tổng đài nội hạt nên VDSL cĩ thểđược cung cấp trực tiếp từ tổng đài nội hạt. cấu hình này gọi là cấu hình fiber-to-the-exchange ( FTTEx ) và được minh hoạở
hình 2.35. Hình 2.35 Kiến trúc FTTEx
Khi thực hiện cáp quang mở rộng vào sâu mạng hơn thì cơng nghệ VDSL dùng bộ ONU trong cấu hình fiber- to- the- cabinet ( FTTCab ) như minh hoạ trên hình 2.36.
CO/LEX
Đường dây xoắn đơi
Khách hàng Mạng nối tiếp VDSL Kết nối trực tiếp Mạng ONU Mạng quang thụđộng
Hình 2.36 Kiến trúc FTTC
Kênh truyền dẫn là mơi trường vật lí dùng để chuyển tín hiệu mang thơng tin từ điểm này đến điểm khác. Trong mạng điện thoại nội hạt kênh truyền dẫn là các đơi dây xoắn được chế tạo bằng cách xoắn đơi 2 đơi dây đồng cách điện với nhau. Sau đĩ nhiều dây lại được xoắn chặt với nhau tạo thành sợi cáp. Từ tổng đài nội hạt hay ONU các đơi cáp sẽ toả ra và từng đơi dây xoắn sẽ rẽ ra để cung cấp dịch vụ cho thuê bao.
Trong cấu trúc FTTCab sẽ cĩ hai kiến trúc được sử dụng là cấu trúc Hub thụ động và kiến trúc Hub tích cực.
Hình 2.37 Cấu hình VDSL cĩ Hub thụđộng
Cấu trúc Hub thụ động cho phép kết nối trực tiếp nhiều máy thu phát VDSL ở
phía khách hàng ở cuối của đường dây. Hình 2.37 nêu rõ đặc thù của cấu trúc NT thụ động yêu cầu khoảng cách từ phía ONU khơng lớn hơn 100m tới đơn vị khách hàng dùng VDSL, vì vậy phải tạo cho nĩ thích hợp hơn cho các ống quang tới các cột quang và các ứng dụng trong các tồ nhà. 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 khơng sĩng mang cho tốc độ 13; 25, 92 và 51 Mbit/s thu và 1,6 Mbit/s cho phát qua đơi dây xoắn. Cấu trúc Hub tích cực chỉ trên hình 2.38 cho phép cĩ những sản phẩm lớn hơn (cả về băng tần và phạm vi) bằng việc dùng một cấu hình điểm tới điểm cho vịng lặp truyền dẫn. Hub tích cực bao gồm một bộ thu phát đơn VDSL, và các đường nối tách
Hub thụđộng POTS Khách hàng POTS VDSL LPF LPF
VDSL Set- top Box or PC
VDSL Set- top Box or PC VDSL Set- top Box or PC CO/LEX
ONU
Đường dây xoắn đơi
Khách hàng Fiber
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương II. Cơng nghệ VDSL.
biệt tới mỗi cổng (được chỉ ra) hoặc là một đường bus trong nhà thuê bao (khơng chỉ
ra).
Hình 2.38 Cấu hình VDSL cĩ Hub tích cực
2.5 Mơ hình chuẩn của VDSL
2.5.1 Mơ hình giao diện
Hình 2.39 minh hoạ mơ hình tham chiếu giao diện chung cho tầng truy nhập cáp
đồng của mạng VDSL. Các đường dây thẳng đứng chỉ các giao tiếp chuẩn. Các bộ
tách dịch vụ tách các tín hiệu VDSL ra khỏi các tín hiệu của các dịch vụ cĩ tần số thấp hơn như POST hay ISDN chẳng hạn.
Hình 2.39 Mơ hình tham chiếu giao diện
2.5.2 Mơ hình giao thức 2.5.2.1 Mơ hình tầng giao thức
Lớp hội tụ truyền dẫn (TC) được chia thành một phần đặc tính thích nghi chuyền POTS VDSL LPF LPF Set- top Box or PC Set- top Box or PC VDSL Set- top Box or PC
Hub tích cực POTS Khách hàng Network (“V”) Interface
VTO-O Splitter Splitter VTU-R NT1 User (“T”) Interface POST or ISDN to CO POST or ISDN to CPE V γ U2_O U1_O U1_R U2_R γ T/S UTP
( PMS-TC: Physical Medium Specific-TC ). Các lớp của VDSL được mơ tảở hình 2.40.
Hình 2.40 Mơ hình các lớp giao thức VDSL
2.5.2.2 Phân tích chức năng
VDSL cĩ các ứng dụng trong vận chuyển dữ liệu của các giao thức khác nhau. Tài liệu hiện tại nhằm vào vận chuyển của ATM và STM ( SDH ), nhưng máy thu lõi VDSL là dung lượng của những ứng dụng phụ thêm vào trong tương lai. Những cấu trúc bên trong của các lớp giao thức TPS-TC là đặc tính ứng dụng. Hình 2.41 chỉ ra phân tích ứng dụng của VDSL với các điểm tham chiếu kết hợp.
Hình 2.41 Phân tích chức năng TC Các bộ tách dịch vụ khơng chỉ ra VDSL Application VDSL Application Network Termination (NT) VDSL Link Application Independent TPS-TC
Optical Network Unit (ONU)
Application Independent TPS-TC TC TBD SDH ATM SDH ATM PMD PMD I1_R I_O U1_O U1_R γ -O α β γ -R TBD SDH ATM PMS-TC ATM SDH TBD PMS-TC TBD α β I-O I-R
Transport Protocol (e.g.ATM) Transport Protocol (e.g.ATM)
V Private Physical TP Media PMD PMS-TC TPS-TC PMD PMS-TC TPS-TC U1 Private Internal Interface S/T ONU γ - O γ - R NT
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương II. Cơng nghệ VDSL.
2.5.3 Những điểm tham chiếu
Điểm tham chiếu V: tại giao diện mạng vật lí giữa VTU-O và ONU.
Những điểm tham chiếu U: những tín hiệu ISDN/POST cĩ thể ở cùng mơi trường vật lí như tín hiệu VDSL bởi các bộ tách đang sử dụng. Vì vậy, điểm tham chiếu U1 xem mơi trường đơi dây đồng đang mang các tín hiệu hỗn hợp, trong khi điểm tham chiếu U2 chỉ rõ chỉ trong các cổng modem VDSL.
Các điểm tham chiếu S và T: điểm tham chiếu đầu cuối truy nhập (ATP) chỉ rõ bảo vệ và đầu cuối phân phối cáp.
2.6 Thiết kế mạng VDSL
2.6.1 Mơ hình chi phí
Mạng cần được nâng cao sự đầu tư cĩ thểđược phân sang đầu tư các thiết bị cáp (sợi, các loại cáp mới ...), đầu tư các dịch vụ cơ bản (các thiết bị đầu cuối đường dây quang và đơn vị mạng quang) và đầu tư cụ thể cho các dịch vụ (đơi modem DSL). Thứ
nhất hai hình thức đầu tư mạo hiểm cao ban đầu phải làm trước khi bất cứ thuê bao nào được kết nối. Đầu tư dịch vụ cụ thể tuỳ thuộc vào số các thuê bao được kết nối và cho nên được kết hợp với mạo hiểm tài chính thấp hơn.
Tổng chi phí của VDSL nâng cấp đươc thể hiện trong phương trình (6.1): Ctot = Ccable + Csite + CONU + COLT + COAM + Crest (6.1) Ctot = Chi phí tổng.
Ccable = Chi phí các thiết bị cáp: nghiên cứu, sợi. Csite = Chi phí của nhà ONU và cài đặt.
CONU = Chi phí của ONU: thiết bị, cơng suất.
COLT = Chi phí của OLT: thiết bị, cơng suất, cài đặt. CVDSL = NT và LT, cài đặt thiết bị.
COAM = Thiết bị OAM, chi phí OAM sau cài đặt. Crest = Chi phí cĩ thể khác.
Đầu tư mạo hiểm cao ban đầu tạo bởi đầu tư thiết bị cáp và đầu tư dịch vụ cơ
bản, Ccable, Csite, CONU và COLT trong phương trình. Đầu tư cụ thể dịch vụ mạo hiểm thấp hơn trong tạo bởi CVDSL chi phí OAM, COAM được phân ra trong cả hai nhĩm, thiết bị OAM sang đầu tư dịch vụ cơ bản và dịch vụ OAM sau lắp đặt tới chi phí cụ
thể dịch vụ. Cũng như một số chi phí khác, giống chi phí của ONU, cũng bị tác động bởi số lượng thuê bao VDSL và bởi vậy cĩ thểđược tách rời trong cả hai nhĩm.
2.6.2 Phân tích thành phần chi phí
Như chỉ trong phương trình (6.1) tổng chi phí của VDSL nâng cấp bao gồm một vài thành phần khác nhau. Trong nghiên cứu sâu hơn, chỉ cĩ chi phí cable, địa điểm, ONU và VDSL là được cấu thành. Điều đĩ được tính tốn như chi phí cụ thể VDSL rằng nĩ khơng tồn tại như trong băng rộng khác và kĩ thuật truy nhập. Cũng như chi phí OAM và OLT là quan trọng nhưng được quyết định để ngồi nghiên cứu này. Đặc biệt OLT là chuyển mạch dữ liệu quang cái được sử dụng để kết nối số lượng lớn các ONU tới các mạng dữ liệu và cĩ thể sử dụng bởi kĩ thuật khác hơn VDSL. Phần chi phí của OAM bao gồm cả trong chi phí của thiết bị ONU, bởi vậy phần cịn lại cĩ thể được xem như chi phí mà cũng như trong cùng lựa chọn băng rộng khác.
2.6.2.1 Thiết bị cáp
Chi phí cáp tạo bởi chi phí của các sợi mới cái đã được lắp đặt trong mạng truy nhập. Sựđầu tư cần thiết tuỳ vào kiểu khu vực cụ thể. Nơi các ống mới được lắp đặt- dù các sợi hiện tại cĩ được sử dụng hay khơng. Cũng như sự lựa chọn cấu trúc sợi cũng như kế hoạch bảo vệ cần thiết cĩ ảnh hưởng lớn trên các đầu tư cần thiết.
Mặc dù thiết bị cáp tạo một phần ý nghĩa của tổng chi phí nĩ khơng chứa đựng sự rủi ro lớn. Cáp được lắp đặt cĩ khả năng được sử dụng như thế nào, cho rằng mục dích lâu dài tới mạng FTTH. Để giảm chi phí trong tương lai nĩ cĩ thể suy xét kích thước cáp được lắp đặt tuỳ thuộc nhu cầu được đánh giá tương lai. Cộng thêm các chi phí gây ra bởi một cáp lớn hơn cĩ thể là hợp lí bởi việc tiết kiệm chi phí cài đặt mới trong tương lai. Mặt khác người ta cho rằng một sự thu nhập chắc chắn sẽ tạo ra bởi
đầu tư thu được trong mạng cáp, bởi vậy quá nhiều sự khơng cần thiết dung lượng thừa cho mục đích tương lai khơng được chấp nhận. Một số loại cịn lại được tìm thấy là quá đủ cáp đểđược lắp đặt.
Việc lắp đặt các cáp mới là cơng việc mỗi ngày để người điều hành hiện nay.
Điều này cĩ nghĩa là người điều hành khơng cĩ nhiều sự khơng rõ ràng trong đánh giá chi phí cáp hay trong nhân tố chi phí khác sau tổng chi phí cáp.
Chi phí thiết bị sợi mới cĩ thểđược tách ra trong các phần riêng biệt nhau:
Phí tổn nghiên cứu, tuỳ thuộc vào kiểu vùng và chi phí của sợi.
Chi phí cáp, bao gồm cáp mới và cơng việc lắp đặt nĩ.
Chi phí cáp và phí tổn nghiên cứu là tương xứng với chiều dài nhu cầu cáp mới. Một sựđánh giá của tất cả chiều dài cáp cĩ thểđược tính với sự giúp đở của hình học. Việc chọn phương pháp bảo vệ cũng cĩ một tác động đáng kể trên các thiết bị cáp.
Ví dụ nĩ cần phải cĩ hai đường tách biệt tới mỗi ONU. Loại nhu cầu này cĩ thể
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương II. Cơng nghệ VDSL.
Chi phí của cáp được thể hiện như trong phương trình (6.2).
Ccable = Cfibre ( loại cáp, chiều dài ) + Cwork ( loại vùng, meter ) + Cend ( số
lượng ống ) (6.2) Ccable = tổng chi phí cáp.
Cfibre = chi phí ống.
Cwork = chi phí nghiên cứu và chi phí cơng việc lắp đặt.
Cend = chi phí của việc đưa cáp được lắp đặt vào sử dụng, kết cuối của sợi cáp. Như trong phương trình (6.2) chi phí ống cáp tuỳ thuộc vào chiều dài dụng cụđo cáp mới, loại cáp, kiểu vùng và số lượng các ống được mang vào sử dụng. Chi phí sợi cáp (Cfibre) và chi phí mang vào cáp được lắp đặt đưa vào sử dụng (Cend) tạo ra một phần trạng thái của chi phí trừ khi kiểu vùng khơng các tác động trên những cái này. Sự giao động lớn nhất là rắc rối với cơng việc nghiên cứu và lắp đặt (Cwork) trong phương trình.
Một phạm vi từ 3-56 Euro/m tuỳ thuộc vào kiểu vùng được đề nghị. Mức chi phí cĩ thể cao hơn sự cần thiết, tới mức 120 Euro/m nếu khơng thể sử dụng các sợi hiện tại và các sợi mới phải chơn dưới đường nhựa trong khu vực thành phố.
2.6.2.2 Địa điểm ONU
Một vấn đề với cấu trúc FTTcab và FTTC là để tìm một vị trí thích hợp cho ONU.
Ở đây thừa nhận rằng một vị trí cĩ thể được tìm thấy với chi phí hợp lí. Vì sự
quan trọng của chi phí địa điểm trong quan hệ tới chi phí ONU khác nĩ được quyết
định rằng điều này nên điều khiển tách từ chi phí ONU khác. Bởi vậy nếu sự phát triển tương lai của chi phí so sánh nĩ chắc chắn rằng giá thiết bị ONU sẽ giảm trong khi chi phí của Ốc đảo một địa điểm cho ONU gần như khơng giảm xuống hơn.
Csite = Cbuilding (kiểu vùng, loại ONU) + Cinstallation (kiểu vùng, cỡ ONU) (6.3) Csite = tổng chi phí địa điểm.
Cbuilding = chi phí cơng việc xây dựng. Cinstallation = chi phí lắp đặt thiết bị ONU.
2.6.2.3 Thiết bị ONU
Chi phí cài đặt và xây dựng là phần của chi phí địa điểm ONU. Chi phí thiết bị
ONU được tạo bởi chi phí thiết bị cần thiết cho các tồ nhà một ONU trong địa điểm ONU, chi phí ý nghĩa, giá, thẻ cần thiết và thiết bị cơng suất dự phịng. Những cái này bao gồm chi phí biểu hiện trong phưong trình (6.4).
CONU = Tổng chi phí ONU.
Cframe = chi phí của giá và ngăn cần thiết cho các thẻ cài đặt. Ccards = chi phí của thẻ sợi, thẻ OAM, đơn vị cơng suất. Cpower = chi phí thiết bị cho cơng suất dự phịng, ắc qui…
2.6.2.4 Các modem VDSL
Chi phí của modem VDSL khơng giống chi phí khác thể hiện ở đây trong một phương pháp rất quan trọng. Như các chi phí khác cần để tạo tại thời điểm của tồ nhà mạng VDSL với chỉ cĩ dự báo khả năng cĩ thể số lượng của thuê bao VDSL, chi phí modem VDSL mơ tả sau khi kết nối VDSL đã được yêu cầu bởi khách hàng. Điều này cĩ nghĩa là mạo hiểm thấp hơn đáng kể nếu so sánh với các thành phần chi phí khác. Chi phí của modem VDSL và việc lắp đặt chúng được thể hiện trong phương trình (6.5).
CVDSL = Cmodem (số thuê bao VDSL) + Cinstallation (số thuê bao VDSL) (6.5) CVDSL = tổng chi phí VDSL.
Cmodem = chi phí của thẻ VDSL trong ONU (LT) và tại thuê bao (NT). Cinstallation = chi phí lắp đặt một thuê bao VDSL mới.