8 Công nghệ đường dây thuê bao số không đối xứng ADSL
3.3 HDSL đơn công kép
(bộ sai động khử tiếng vọng) để gửi hai hướng truyền trong cùng một băng tần. Cơng suất tín hiệu được phát từ HDSL song công kép giảm dần đối với các tần số trên 196 kHz. Kết quả là xuyên âm và suy hao được giảm đi. Một ưu điểm khác của truyền song công kép là ở chỗ việc sử dụng một đơi dây có thể dễ dàng cung cấp một hệ thống truyền dẫn tốc độ một nửa.
Hình 3.4:HDSL đơn công kép
Các hệ thống HDSL tốc độ một phần sử dụng một đôi dây được sử dụng để truyền các dịch vụ đường dây thê riêng tốc độ một phần 768 kb/s và thấp hơn và cũng sử dụng cho các hệ thống mạch vòng nhỏ hỗ trợ 12 kênh thoại hoặc ít hơn. HDSL tốc độ một phần cho ngân hàng kênh D4 cho phép lên tới 12 DS0 của thông tin truyền tải HDSL được ghép với thông tin từ các đơn vị kênh khác trong cùng một ngân hàng kênh D4.
Thơng tin bảo trì đồng nhất (các bít chỉ thị và eoc) được truyền trên mỗi đôi dây của hệ thống HDSL song công kép. Truyền tải mào đầu dư thừa này cho phép sử dụng các phần tử máy thu phát giống nhau cho các hệ thống HDSL một hoặc hai và hoặc ba đôi dây. Hơn thế nữa, thông tin mào đầu dư thừa đảm bảo hoạt động tin cậy của các chức năng bảo dưỡng cho dù hệ thống có bị lỗi hoặc hư hỏng trên một trong các mạch vịng.
Định thời
Thơng tin đồng bộ khung HDSL gồm các vị trí cho các stuff quat (các ký hiệu 4 mức biểu diễn hai bit nhị phân). các stuff quat được bổ sung vào các khung cần thiết để đồng bộ tốc độ bit tải tin T1/E1 với tốc độ đường truyền HDSL. Để cho phép hoạt động khử tiếng vọng có hiệu quả, các tốc độ ký hiệu HDSL hướng lên và hướng xuống phải hồn tồn giống nhau. Có một số tình huống ở đó tốc độ bit tải tin T1/E1 luồng lên phải có thể hơi khác với tốc độ bit tải tin luồng xuống. Các stuff quat cùng với một hoạt động đệm nhỏ cho phép tốc độ tải tin hơi khác
30 CHƯƠNG 3. CÁC LOẠI DSL
so với tốc độ đường dây HDSL. Nhiều mạch T1/E1 mạng cơng cộng được định thời vịng, có nghĩa là tín hiệu định thời luồng lên được lấy từ đồng hồ bit luồng xuống. Các mạch định thời vịng khơng u cầu stuff quats. Tuy nhiên đặc điểm này được cung cấp trên tất cả các HDSL đề phòng trường hợp một mạch khơng được định thời vịng.
Trễ (latency)
Các hệ thống truyền dẫn T1 có một độ trễ truyền dẫn tín hiệu từ điểm tới điểm nhỏ hơn 100µs.
Do xử lý tín hiệu số, các mạch HDSL điển hình có độ trễ truyền tín hiệu khoảng 400 µs khi được đo một hướng giữa giao tiếp DSX-1 và giao tiếp T1.403. Trễ phát sinh được tìm thấy trong các hệ thống HDSL hiếm khi tỏ ra là một vấn đề lớn nhưng có một vài trường hợp ở đó sự kết nối giao thức lớp trên đã vượt quá thời gian qui định do tổng thời gian trễ từ điểm tới điểm. Vì lý do đó, các hệ thống HDSL được thiết kế để đảm bảo rằng trễ truyền dẫn tín hiệu một hướng cho đường HDSL khơng lặp nhỏ hơn 500 µs. Các đường HDSL với một bộ lặp giữa chặng (trung
gian) có độ trễ gấp đơi con số nay. Các phần tử mạng khác gồm các đầu cuối SONET và các hệ thống kết nối chéo số (DCS) có thể có độ trễ vượt quá 500 µs. Do đó, các hệ thống ở cuối
đường nên cho phép trễ vàimsbất chấp sự có mặt của HDSL.
Tỷ lệ lỗi bit
Các hệ thống HDSL, giống như BRI và ADSL, được thiết kế để đảm bảo BER tốt hơn10−7trên các mạch vịng tồi nhất có cơng suất nhiễu xun âm lớn hơn mơ hình xuyên âm lý thuyết cho trường hợp xấu nhất 6 dB. Tiêu chuẩn thiết kế này dựa trên đánh giá kỹ thuật và nhất trí giữa các chuyên gia hàng đầu trong nhóm làm việc về tiêu chuẩn T1E1.4. Một thập kỷ kinh nghiệm thực tế đã chứng tỏ các tiêu chuẩn thiết kế này có sự thỏa hiệp tốt giữa kỹ thuật cao (dưới mức sử dụng do thiết kế quá dè dặt) và kỹ thuật thấp (độ tin cậy kém do thiếu năng lực)
Tuy nhiên có hai quan niệm sai phổ biến về thiết kế BER của HDSL và các DSL khác. Quan niệm sai thứ nhất là hầu hết các HDSL hoạt động với BER10−7. Giá trị BER 10−7 là dành cho tình huống xấu nhất, nó ít khi được thấy trong thực tế. Khoảng 99% HDSL trong thực tế hoạt động với BER tốt hơn10−9. Khi các lỗi xuất hiện, chúng có xu hướng xuất hiện thình lình trong những khoảng thời gian ngắn. Đặc tính này ít nguy hiểm hơn các lỗi bit ngẫu nhiên. Quan niệm nhầm lẫn thứ hai là HDSL được thiết kế với kỹ thuật quá cao. Xem xét thiết kế với độ dự trữ 6 dB vượt q mơ hình trường hợp xấu nhất, ta sẽ dễ dàng thấy tại sao một số người có ý kiến này. Tuy nhiên, thiết kế dường như quá dè dặt được điều chỉnh vì 2 lý do. HDSL được yêu cầu hoạt động một cách tin cậy suốt thời gian hoạt động cho các mạch vịng chất lượng tốt. Khơng giống như modem băng tần thoại được sử dụng trên các mạch chuyển mạch, ta không thể "nhấc máy" và quay số lần nữa với hi vọng đạt được một kết nối tốt hơn. Hơn thế nữa, mơi trường thế giới thực sẽ có nhiều yếu tố có hại có thể tiêu tốn độ dự trữ thiết kế 6 dB (ví dụ, nước trong cáp, các mối hàn tồi, chất lượng kém trong dây dẫn hay một đường dây dài hơn được chỉ ra trong hồ sơ cáp).
3.4. HDSL 31
3.4.4 HDSL thế hệ thứ hai
Sự phát triển các tiêu chuẩn cho công nghệ HDSL thế hệ thứ 2 (HDSL2) bắt đầu vào năm 1995 để cung cấp tốc độ bit và tầm với của mạch vòng giống như HDSL thế hệ thứ nhất nhưng sử dụng một đơi dây thay vì hai đơi. Việc giảm đơi dây này là quan trọng bởi vì nhiều LEC thiếu các đơi dây dự trữ ở một số vùng. HDSL2 sử dụng các kỹ thuật điều chế và mã hóa phức tạp và tinh vi hơn. Bố trí tần số lệch nhau một cách cẩn thận cho các hướng luồng lên và luồng xuống được sử dụng cho HDSL2 nhằm giúp chống lại xuyên âm. Các phiên bản mới hơn của HDSL mượn nhiều ý tưởng từ ADSL. Một phiên bản thích nghi về tốc độ của HDSL có thể xuất hiện. Người ta đang xem xét đặt HDSL trong một băng tần trên âm thoại tương tự băng gốc hoặc trên ISDN tốc độ cơ bản. Thuật ngữ SDSL (đối xứng, hay DSL một đôi dây đơn) cũng được sử dụng để mô tả các phiên bản sau này của HDSL.
Những yêu cầu về hoạt động
Mặc dù một số gợi ý cho mã đường được đưa ra cho T1E1.4 theo yêu cầu vào năm 1995 (T1E1.4/95-044), tiến trình triển khai đã bị chậm lại cho tới khi những yêu cầu chi tiết được thiết lập. Những yêu cầu này, được chỉ ra chủ yếu bởi các công ty khai thác, được đề xuất lần đầu tiên vào thang 3 năm 1996 (T1E1.4/96-094 và T1E1.4/96-095) và được sửa đổi kể từ thời gian đó (T1E1.4/97-180, 180R1, 181, 469). Hiện nay chúng gồm các yêu cầu sau:
Tầm với: Vùng bao phủ CSA (giống như HDSL hai đơi dây của ANSI):
• 9000 ft (2,7 km) cáp có kích cỡ 26 AWG (đường kính 0,4 mm)
• 12000 ft (3,6 km), 24 AWG (0,5 mm)
• Cầu mắc rẽ giới hạn tới tổng cộng 2,5 kft, 2 kft trên một mạch rẽ
• Các tham số cáp được chỉ định trong T1.601
Suy hao/ hoạt động:độ dự trữ hoạt động tối thiểu 5 dB với 1%xuyên âm trường hợp xấu nhất từ các dịch vụ gây nhiễu sau:
• HDSL với 49 bộ gây nhiễu
• HDSL2 39 bộ gây nhiễu
• EC-ADSL 39 bộ gây nhiễu
• FDM-ADSL 49 bộ gây nhiễu
• T1 25 bộ gây nhiễu
• 24 T1 + 24 HDSL2
32 CHƯƠNG 3. CÁC LOẠI DSL
Khả năng tương tích phổ: Đối với tất cả các dịch vụ hiện có, khơng được suy hao lớn hơn dung sai cho phép của các dịch vụ hiện nay ngoại trừ: không làm xuống cấp HDSL trên 2 dB và ADSL trên 1 dB. Các dịch vụ này bao gồm các đặc tính giao tiếp khách hàng sau: T1.413 (ADSL), TR-28 (HDSL) ANSI T1.403 (DS1) và T1.601 (ISDN-BRA).
Trễ:Độ trễ tối đa cho HDSL2 khơng được lớn hơn HDSL (500 µs)
Các yếu tố gây suy hao
Suy hao của đường truyền được chọn làm tiêu biểu của sự kết hợp xuyên âm nghiêm trọng mà HDSL2 có thể gặp phải. Trong số các mạch vòng đo kiểm trong vùng phục vụ CSA theo ANSI TR-28 người ta thấy rằng CSA 4 đại diện cho trường hợp tới hạn. Ghép xuyên âm đầu gần được mô hình hóa sử dụng mơ hình Unger, như được chỉ ra trong T1E1.4/96-036, và ghép xuyên âm đầu xa được mơ hình hóa như chỉ ra trong ANSI T1.413 phụ lục B. Các mơ hình cho các máy phát T1.601, TR-28 và T1.403 được lấy từ T1.413 Phụ lục B. Nhiều mô hình cho phiên bản ghép kênh phân chia tần số (FDM) và khử tiếng vọng (EC) của ADSL đã được sử dụng. Phần lớn nghiên cứu mới đây kết hợp với các phiên bản sửa đổi của PSD từ Phụ lục B.4 và B.5 của T1.413. Phần lớn những thay đổi liên quan tới những điểm tách cho FDM, làm tròn mật độ phổ cơng suất PSD luồng lên, và làm trịn mật độ phổ cơng suất có khử tiếng vọng EC PSD luồng xuống. Người ta đã nhất trí rằng thuật ngữ Sinc từ B.4 và B.5 không nên được sử dụng. Các trường hợp xuyên âm hỗn hợp được bổ sung vào các yêu cầu (T1E1.4/97-180,181) sau khi người ta thấy rằng chúng nguy hiểm hơn xuyên âm thuần nhất đối với các kỹ thuật điều chế non-self-NEXT hạn chế.
Nhiễu xung không được xem như là thành phần gây suy hao đáng kể trong T1E1.4. Tuy nhiên, tất cả các tính tốn liên quan tới tính tương thích phổ đều nhằm vào ANSI DSL. Khơng có tính tốn hay đo lường nào được cơng bố về phía các đối tác ETSI hay ITU.
Độ tương thích phổ
Xác định độ tương thích phổ giữa dịch vụ mới và dịch vụ cũ tỏ ra là một thách thức đáng kể. Đối với ISDN-BRA dễ dàng chỉ ra rằng các mã đường truyền được đề xuất chắc chắn ít gây suy hao hơn self-NEXT. Các dịch vụ đã liệt kê khác không phải là dễ dàng. Đối với T1.403, (DS1/T1) thì kỹ thuật ban đầu liên quan tới đo tổng lượng cơng suất NEXT có mặt tại bộ thu T1. Kết quả này được so sánh với công suất từ T1 tự xun âm để xem liệu có vấn đề gì phát sinh khơng. Trong một vài trường hợp, xuyên âm được xử lý bằng phép đo (T1E1.4/97-071) hay được loại trừ bởi bộ lọc thu T1. Sau đó người ta nhận thấy rằng tính tương thích phổ với T1 là dễ dàng do đoạn đầu tiên từ CO chỉ có tổn thất 15 dB chứ khơng phải 30 dB mà các đoạn khác phải chịu.
Với ADSL, tính tương thích phổ được xác định bằng cách tính tốn độ dự trữ lý tưởng. Người ra thấy rằng những thay đổi nhỏ về nền nhiễu được giả thiết, PSD phát, số sóng mang tối thiểu (cho trường hợp FDM) có thể có ảnh hưởng đáng kể lên dự đoán về hiệu suất truyền. Phần lớn các tính tốn đã thấy rằng PSD đã thỏa thuận sẽ làm giảm độ dự trữ của ADSL (T1.413) đi 1 dB đối với sự kết hợp nhiễu tiêu chuẩn trong trường hợp xấu nhất.
Với HDSL, công việc về tính tương thích ban dầu đã được hồn thành nhờ sử dụng các tính tốn lý thuyết, nhưng những kiểm tra sau đó chỉ ra rằng với một số dạng thức điều chế độ tương
3.4. HDSL 33
thích này khơng đủ (sẽ được trình bày trong phần sau)
Dạng thức điều chế
Ban đầu, cả hai phương thức truyền dẫn đối xứng có khử tiếng vọng (SET) và truyền dẫn ghép theo tần số (FDM) được xem xét. SET chứng tỏ là có giới hạn tự xuyên âm từ 2 đến 3 dB vượt yêu cầu. Ngược lại, truyền dẫn FDM không bị giới hạn bởi tự xuyên âm mà bởi xuyên âm từ các dịch vụ khác, Nó cũng bị hạn chế bởi xuyên âm sang các dịch vụ khác do tần số phát cao hơn liên quan tới truyền tải tin đối xứng theo phương thức này. Xuyên âm từ ngoài vào và xuyên âm sang các dịch vụ bên ngoài làm cho giải pháp FDM thậm chí cịn kém hấp dẫn hơn SET. Một phương thức "FDM xen kẽ" (T1E1.4/96-340) đã được đề xuất với cố gắng làm giảm những ảnh hưởng không mong muốn.
Trong T1E1.4/97-073, truyền dẫn có khử tiếng vọng chèn lấn một phần (POET) đã được đề xuất. POET liên quan tới sự chồng lấn (nhưng không giống nhau) phổ ở hai hướng phát. Các phổ này được tạo khuôn một cách cẩn thận để cung cấp chất lượng cao nhất khi có sự có mặt của tự xuyên âm và xuyên âm từ ngoài trong khi gây ra xuống cấp nhỏ nhất các dịch vụ khác do xuyên âm POET sang các dịch vụ khác. Nhiều phiên bản khác nhau của phương pháp này được đề xuất trong quá trình tiêu chuẩn, tất cả hợp nhất vào một khái niệm cơ bản (POET-PAM (97-073), OverCAPped (97-179), OPTIS, MONET (97-307,412).
Một tính chất mà tất cả các phương thức điều chế POET thể hiện là hiệu ứng xuyên âm dị thể lên hoạt động của hệ thống. Đối với SET, hoạt động xuyên âm nhất thể và dị thể là khá nhỏ. Tuy nhiên với điều chế POET ta có thể có hiệu suất với sự có mặt của xuyên âm dị thể khá nhỏ so với hiệu suất làm việc với sự có mặt của xuyên âm nhất thể. Hiệu suất thực tế của các hệ thống này cũng thay đổi với tốc độ biểu tượng và kiểu điều chế. Với các bộ thu phát số lấy mẫu quá mức, có thể tách PSD phát khỏi tốc độ biểu tượng thực tế (điều này sử dụng nguyên lý tương tự như nguyên lý được sử dụng trong bộ thu phát CAP truyền thống). Đặc điểm này đầu tiên được khai thác trong phiên bản CAP của POET nhưng cuối cùng người ta thấy rằng với những yếu tố ảnh hưởng đối với HDSL2, điều chế PAM thậm chí có được nhiều lợi ích hơn từ việc tách này. Đói với mỗi PSD xuyên âm nhất định có một tốc độ biểu tượng đặc trưng đem lại hiệu suất cao nhất. Để dễ dàng thực hiện người ta mong muốn có một tốc độ biểu tượng đơn đem lại hiệu suất gần đạt mức tối ưu qua một phạm vi rộng các PSD xuyên âm.
Phần lớn các đề xuất phương thức điều chế sau này có PSD ở đó một số tần số cao hơn được khuếch đại trên giá trị danh định. Những phần được khuếch đại này của PSD cũng nằm trên mức của bất kỳ DSL nào khác hoạt động ở những tần số này. Sau khi khái niệm này được đưa ra người ta thấy rằng khi truyền các tín hiệu như vậy thì chỉ mình tính tốn lý thuyết là khơng đủ để dự đốn tính tương thích phổ với các dịch vụ hiện có. Việc kiểm tra các hệ thống HDSL đã triển khai tiết lộ một sự khác biệt đáng kể giữa các tính tốn lý thuyết và kết quả đo được với sự có mặt của xuyên âm OPTIS. Kết quả là những sửa đổi đã được thực hiện cho PSD của HDSL2 đã đề xuất để giảm sự xuống cấp này. Các phép đo cuối cùng sau khi sửa đổi cho thấy sự xuống cấp này là nhỏ hơn hay bằng 2 dB.
Dạng thức điều chế đã được thỏa thuận hiện nay hợp nhất các thành phần chính được đề xuất trong T1E1.4/97-257.
34 CHƯƠNG 3. CÁC LOẠI DSL
• Phổ máy phát luồng lên và luồng xuống sẽ chồng lấn một phần tần số
• Dạng phổ phát sẽ được tách khỏi tốc độ biểu tượng nhằm cho phép sử dụng băng tần vượt trội một cách linh hoạt
• Điều chế phát được sử dụng sẽ là điều biên xung (PAM)
• Điều chế mã sẽ được sử dụng
Kết quả (T1E1.4/97-435) là một hệ thống POET sử dụng một sửa đổi của OPTIS PSD. Dạng điều chế này sử dụng PAM với 3 bit thông tin/ biểu tượng và một chùm mã 16 mức. Tốc độ biểu tượng bằng 1/3 tốc đô của tải tin ở các hai hướng từ NT tới LT và ngược lại được chọn làm một