cùng một tuyến truyền dẫn chung và nơi mà chi phí sợi quang có thể được bình qn trên một số lượng người sử dụng. Sợi quang đem lại truyền dẫn hiệu quả và tương đối ít tán sắc so với đơi dây xoắn. Tốc độ sợi quang dành cho mỗi khách hàng lên tới từ 600 Mb/s tới 2,4 Gb/s, dữ liệu tốc độ cao dễ dàng được mang qua các tuyến sợi quang ngắn. Về mặt lý thuyết, tốc độ dữ liệu có thể đạt cao hơn tốc độ trên hàng trăm lần.
Ưu điểm của truyền dẫn quang: Băng tần cực lớn với mạch điện tử đơn giản, không bị xuyên âm, không gây phát xạ, kích cơ nhỏ, cơng suất thấp. Song cơng dễ dàng đạt được do các xung ánh sáng di chuyển theo các hướng khác nhau không gây ảnh hưởng đến nhau.
Nhược điểm chính là sợi quang cần phải được triển khai để thay thế các đơi dây xoắn và địi hỏi sự cố gắng phi thường. Các bất lợi khác gồm độ khó tương đối trong việc hàn sợi so với các đơi dây xoắn và khơng có khả năng cấp nguồn tới khách hàng (dẫn tới vấn đề về độ tin cậy). Việc cấp nguồn cho thiết bị ở phía khách hàng (như điện thoại) địi hỏi phải sử dụng một đôi dây xoắn.
Mạng quang thu động (PON) cố gắng làm giảm tính phức tạp của sợi quang bằng cách sử dụng một sợi đơn (hoặc 1 bó sợi) để mang dịch vụ tới một nhóm khách hàng lớn ở một vùng rộng lớn. Độ rộng băng tần sợi quang lớn được chia sẻ trên tất cả các thuê bao. Truyền dẫn luồng lên phải được định thời để chúng không can nhiễu với các luồng lên khác từ các điểm khác trên sợi quang. Trong các mạng như vậy, các CO nhỏ hơn hay các điểm phân phối có thể được loại trừ, cho phép giảm giá thành mạng lưới. Trong khi PON ban đầu được đề xuất cho FTTH thì chúng đang là ứng cử viên cho FTTC với VDSL trên các đôi dây xoắn nằm trong một vài trăm mét cuối cùng.
Việc triển khai sợi quang cho truy cập thuê bao đang tăng lên nhanh chóng nhưng khơng phải là FTTH. Ngày nay sợi quang được triển khai tới các khu thương mại, thường nối tới một bộ ghép kênh đặt trong tòa nhà trung tâm thương mại. Sợi quang cũng đang được sử dụng để tăng phạm vi từ CO tới đơn vị mạng quang ONU gần nhà khách hàng. Sự thay thế ONU đang thay đổi từ đơn vị 1000 đường với các đường cáp đồng có độ dài lên tới 3 km phục vụ mỗi khách hàng sang "vị trí sợi xa hơn" với ONU 16 đường với cáp đồng lên tới vài trăm mét phục vụ mỗi khách hàng.
5.2 Cáp đồng trục và Đồng trục lai sợi quang
Các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp dịch vụ kiểu DSL trên các mạng cáp truyền hình. Tuy nhiên, khoảng 90%cáp đồng trục hiện có là đơn hướng. Các công ty cáp đang nâng cấp lên đường cáp đồng trục song hướng ở một số vùng được chọn. Do việc nâng cấp này là tốn kém nên tỷ phần cáp đồng trục song hướng tăng lên rất chậm. Các công ty cáp ở một số nơi cũng đang nâng cấp độ tin cậy của cơ sở hạ tầng, mà trong một số trường hợp, dưới mức tiêu chuẩn yêu cầu bởi các khách hàng điện thoại. Dịch vụ số liệu qua cáp đồng trục đơn hướng là có thể thơng qua việc sử dụng một đường điện thoại và một modem cho truyền hướng lên với tốc độ lên tới 28,8 kb/s. Loại truyền dẫn lai sử dụng modem điện thoại-cáp đồng trục là kém hấp dẫn vì các lý do sau:
5.2. CÁP ĐỒNG TRỤC VÀ ĐỒNG TRỤC LAI SỢI QUANG 61
2. Không thể gọi điện thoại trong các phiên truyền dữ liệu và
3. Giới hạn tốc độ luồng xuống khoảng 300 kb/s do truyền các gói xác nhận luồng lên chậm.
Các mạng cáp đồng trục-sợi quang lai theo sau FTTH như một công nghệ dự kiến cho phân phát các dịch vụ số băng rộng tới các khách hàng điện thoại, có lẽ được quan tâm nhiều nhất vào cuối năm 1994. Một lần nữa, HFC có thể được xem là kinh tế hơn DSL và có độ rộng băng lớn hơn. HFC là một phiên bản tích cực của PON khi sợi quan mang băng tần rộng tới nút phân phối, và sau đó cáp đồng trục được triển khai để đấu vòng qua một số khách hàng. Một cáp đồng trục điển hình có băng tần từ 5000 MHz đến 1000 MHz với giới hạn lý thuyết khoảng 10 Gbit/s hoặc cao hơn được chia sẻ cho vài trăm tới vài nghìn thuê bao trong một vùng địa lý được phục vụ bởi cáp. Các vấn đề về cấp nguồn và hàn nối khơng cịn là vấn đề mạch điện tử cho cáp đồng trục rất kinh tế. HFC cũng đem lại cho các công ty điện thoại một cơ hội cạnh tranh với các cơng ty truyền hình cáp về các dịch vụ giải trí cũng như dịch vụ song hướng. Mối quan tâm của các công ty điện thoại về HFC đã giảm xuống vào năm 1996 và 1997, và đồng thời truyền hình vệ tinh đã làm giảm mạnh thu nhập của các cơng ty truyền hình cáp.
Sự thất thốt trong thu nhập của truyền hình quảng bá đã làm tăng mối quan tâm của các cơng ty truyền hình cáp về cái gọi là cable modems. Một nỗ lực gần đây và các hoạt động chuẩn hóa trong nhóm IEEE802.14 đã tạo ra hai phương pháp (tiêu chuẩn) khác nhau để thực thi cable modem. Dịch vụ dự kiến là truy cập Internet bằng các đường cáp đồng trục, mà một lần nữa nó lại làm cho các cơng ty này nản lịng vì bản chất đơn hướng của các mạng cáp đồng trục hiện có. Một lần nữa, chi phí cho việc xây dựng lại cơ sở hạ tầng thành mạng cáp song hướng đang được cân nhắc về khả năng tăng lợi nhuận tiềm tàng từ dịch vụ Internet. Nhiều người tán thành rằng các cable modem phải được thực hiện nếu khơng các cơng ty truyền hình cáp sẽ thấy hậu quả của việc lợi nhuận từ các dịch vụ của họ trở nên rất thấp khi truyền hình vệ tinh đang thu hút mạnh mẽ các khách hàng của họ. Khi chuyển sang dịch vụ song hướng, cable modem hoạt động bằng cách phát 384 kbit/s tới 2 Mbit/s luồng xuống trong một hệ thống cáp ở một vài khe tần số trên 350 MHz đến 500 MHz, tùy thuộc vào nhà khai thác. Kiểu điều chế ở dạng QPSK cho cả 2 tiêu chuẩn. Cáp đồng trục phải được khuếch đại ở các tần số này để truyền dẫn thành cơng, nó là một phần của hoạt động xây dựng lại hệ thống cáp đồng trục. Độ rộng băng tần lên bị giới hạn tới truyền dẫn giữa 5 và 40 MHz sau khi các mạch vòng cáp đã được thiết kế lại để cho phép các tín hiệu đi qua theo hướng này. Độ rộng băng tần 384 kb/s tới 2 Mb/s trong trường hợp này được chia sẻ, thường cho hàng trăm người sử dụng, với ngoại lệ rằng các khách hàng sẽ khơng gửi các gói IP cho hoạt động truy cập Internet chính xác tại cùng một thời điểm. Một số hệ thống cable modem phát 40 Mb/s luồng xuống trong mỗi kênh 6 MHz; dung lượng này được chia sẽ qua vài trăm người sử dụng. Tính riêng tư, độ tin cậy, và lo ngại về hoạt động là vấn đề liên quan tới cáp đồng trục. Một giao thức kiểm sốt mơi trường truy cập cho phép giải... Các cable modem đang được bắt đầu thử nghiệm và ở cùng giai đoạn với DSL về cơng nghệ modem và tính tích hợp, cả hai đang được hồn thiện. Cable modem sẽ cạnh tranh và tạo ra động lực cho các công ty điện thoại cung cấp cùng loại dịch vụ qua DSL. Sự thuận lợi về mặt kỹ thuật của công ty điện thoại là khả năng sử dụng cáp đồng hiện có, vì vậy tránh được giá thành xây dựng lại và độ rộng băng luồng lên cao hơn từ phía thuê bao. Mỗi khách hàng cũng có đường truyền an tồn hơn, chứ không chia sẻ cùng môi trường như cáp đồng trục. Tuy nhiên các vấn đề về tài chính và chính trị phức tạp vẫn cần được giải quyết trước khi sự sử dụng cable modem tương đối so với DSL sẽ phải được hiểu tốt hơn và lên kế hoạch.
62 CHƯƠNG 5. SO SÁNH DSL VỚI CÁC PHƯƠNG TIỆN KHÁC
5.3 Sự lựa chọn không dây
Dịch vụ điện thoại số không dây đã thu được lợi nhuận từ sự bùng nổ internet và thu nhập khắp thế giới. Trong khi dịch vụ không dây số ngày nay là băng hẹp (thường khoảng 8 kb/s được phân bổ cho mỗi khách hàng), thì đang nổi lên các mạng khơng dây thế hệ thứ 3- có lẽ ví dụ tốt nhấp là dự án IMT2000 của ITU- là các khả năng phân phối lên tới 1 Mb/s tới một khách hàng sẵn lòng trả cho dịch vụ này. Các dịch vụ không dây số sẽ cạnh tranh với vài dịch vụ như DSL. Ngoài ra, sáng kiến về mạch vịng khơng dây nội hạt (WLL) đã được công bố bởi một số nhà cung cấp dịch vụ viễn thơng chính có tốc độ từ 144 kbit/s ở giai đoạn triển khai ban đầu tới 26 Mbit/s trong triển khai cuối cùng.
Các tác giả tin rằng truy cập không dây ở một thời điểm nào đó sẽ có được vị trí đáng kể trong thị trường dịch vụ số liệu. Tuy nhiên, đằng sau tất cả những kích thích này là một số vấn đề kỹ thuật chính sẽ được giải quyết khi các phương án khơng dây tăng trưởng là:
• Triển khai anten
• Chật trội về băng tần
• Độ tin cậy
Các vấn đề này có liên quan với nhau ở mức độ nào đó. Triển khai anten có thể được sử dụng để giải quyết sự chật trội về băng tần và các vấn đề về độ tin cậy, nhưng địi hỏi chi phí lớn để làm điều đó. Ngày nay, vấn đề về khan hiếm băng tần đã được giảm nhẹ thông qua việc sử dụng phân bố các vùng địa lý theo kiểu tế bào. Các tế bào càng nhiều và kích thước càng nhỏ thì mức độ tái sử dụng băng tần càng lớn- về cơ bản khai thác sự thỏa hiệp cơ bản giữa băng tần và không gian. Các mạng không dây ban đầu hoạt động ở băng tần sóng mang từ 800 MHz đến 1000 MHz, nơi mà suy hao tín hiệu qua các môi trường không dây là nhỏ hơn nhiều ở tần số cao hơn. Ngay cả ở tốc độ dữ liệu người sử dụng nhỏ hơn 10 kbit/s trên 1 thuê bao thì các mạng như vậy có thể nhanh chóng bão hịa. Các mạng truy cập phân chia theo mã phức tạp hơn khai thác bản chất thống kê của các cuộc gọi và âm thoại của chính nó để đem lại các hệ số tái sử dụng lớn hơn. Quả thực, CDMA đang bắt đầu thực hiện đúng lời hứa ban đầu và tiêu chuẩn toàn cầu các mạng thế hệ thứ 3 gần đây đã được chọn là CDMA. Sự trải rộng tín hiệu băng rộng hơn với hệ số 100 hoặc cao hơn điển hình trong CDMA là khơng thực tế khi các tín hiệu có tốc độ dữ liệu 1 Mb/s hoặc cao hơn, vì vậy địi hỏi sự thay đổi khái niệm CDMA cho truy cập băng rộng. Tuy nhiên ngay cả phương pháp này có giới hạn về băng tần. Hơn thế nữa, các hiệu ứng fading vĩ mơ nghiêm trọng (cơ bản nghẽn tín hiệu do các chướng ngại vật) làm giảm kết nối tin cậy ở nhiều nơi, trong đó bất kỳ người dùng dịch vụ điện thoại di động
Chương 6
Các phương pháp truyền song cơng
Hầu hết các dịch vụ DSL địi hỏi truyền dữ liệu theo hai hướng hay "song công". Các modem DSL tách các tín hiệu ở hai hướng ngược chiều sử dụng các phương pháp truyền song cơng. Có 4 phương pháp truyền song công gồm: song công 4 dây, khử tiếng vọng, song công phân thời gian, và song công phân theo tần số. Ba phương pháp cuối cùng sử dụng cùng một đôi dây xoắn để truyền dẫn hai hướng.
6.1 Song cơng 4 dây
Hình minh họa song cơng 4 dây sử dụng hai kênh đôi dây xoắn, mỗi dây cho một hướng truyền. Song công 4 dây cũng được biết tới với tên truyền "đơn cơng kép" bởi vì có hai kênh truyền đơn công (đơn hướng). Nhược điểm rõ ràng của song cơng 4 dây là nó địi hỏi hai đơi dây xoắn thay vì một đơi như đối với các phương pháp truyền song cơng cịn lại. Song công 4 dây là phương pháp rẻ tiền nhất nếu đơi dây đồng phụ sẵn có khơng dùng tới. Tuy nhiên, do dây đồng phụ thường là đắt nên giá thành tổng cộng thường là cao nhất với song công 4 dây, mặc dù giá thành cho các thành phần điện tử có thể là rẻ hơn. Sự thỏa hiệp về giá thành điện tử để tiết kiệm dây đồng là một đề tài chung thường xuất hiện trong kỹ thuật DSL.
Các DSL đầu tiên, các mạch T1(DS1, ANSI-T1.403) và E1 (G.703, ITU-T), mang tốc độ dữ liệu 1,544 Mb/s và 2,048 Mb/s tương ứng với song công 4 dây. Khoảng cách tối đa điển hình đối với các mạch T1 và E1 (không dùng bộ lặp) xấp xỉ 2000 m.
Song công 4 dây thường được sử dụng trong một số modem HDSL 2,048 Mb/s hiện đại với khoảng cách xấp xỉ 4000 m khi các đôi dây đồng xoắn là dư thừa và đòi hỏi giá thành các bộ thu phát thấp. Các DSL như vậy được gọi là HDSL đơn công kép. Các hướng truyền HDSL đơn cơng kép điển hình được đặt trong các nhóm binder (bó sợi) khác nhau để tránh xuyên âm đầu gần giữa các tín hiệu trong các hướng ngược nhau (xem Chương ).