Cỏp xoắn đụi là phương tiện truyền dẫn của tớn hiệu xDSL, vỡ vậy trước khi đi sõu vào nghiờn cứu cụng nghệ ADSL ta sẽ xem xột cỏc trở ngại khi truyền dẫn tớn hiệu trờn cỏp và cỏc phương thức truyền dẫn song cụng để cú thể tận dụng tối đa cỏc đụi cỏp.
Cỏp xoắn đụi được tạo bởi hai dõy dẫn được xoắn quanh nhau. Do cỏc dõy là gần nhau về mặt vật lý và giống nhau về mặt hỡnh học nờn sự ảnh hưởng từ bờn ngoài đến hai dõy là hoàn toàn giống nhau. Nếu một bộ thu chỉ quan tõm đến sự chờnh lệch điện ỏp giữa hai dõy thỡ ảnh hưởng từ bờn ngoài sẽ bị loại bỏ.
Cỏc đụi dõy xoắn đụi thường được bú trong một bú cỏp (nhiều đụi dõy xoắn đụi trong một vỏ cỏp), cỏc cỏp phổ biến trong mạch vũng thuờ bao chứa từ 25 đến 100 đụi chỳng được phõn biệt với nhau bởi mó màu, gần ngoài vỏ cú thể cú lớp bọc kim loại được nối đất để giảm nhiễu từ bờn ngoài. Cỏc đụi dõy thường được sử dụng dựa theo thiết kế của AWG (American Wire Gauge), phổ biến nhất trong cỏc ứng dụng DSL là 24 và 26 AWG.
Cỏp xoắn đụi là một phương tiện truyền tớn hiệu POST rất cú hiệu quả. Tớn hiệu cú tần số thấp cú khả năng chống nhiễu tốt với cỏc nhõn tố bờn ngoài (nhờ đặc tớnh xoắn đụi của cỏp) nhưng khi truyền tớn hiệu số với tốc độ cao thỡ gặp phải rất nhiều khú khăn là bởi vỡ khi đú cú nhiều yếu tố tỏc động đến tớn hiệu điển hỡnh là nhiễu, xuyờn õm, v v, khụng cũn tuyến tớnh làm ảnh hưởng đến tốc độ đường truyền.
Để đỏnh giỏ hiệu quả của sự thiết kế, người ta đưa ra khỏi niệm hiệu suất phổ nú chớnh là tỷ số giữa tốc độ số liệu R(b/s) và độ rộng băng tần cần thiết để phõn phỏt nú B (Hz). Hiệu suất phổ được ký hiệu là =R/B (b/s/Hz), đối với tần số Nyquist thỡ =2B/B=2b/s/Hz nhưng thực tế thỡ hiệu suất này giảm xuống cũn 1,5 do cỏch thực hiện bộ lọc cú đỏp ứng tần số Nyquit là khỏc so với lý thuyết. Cú nhiều phương phỏp để nõng cao hiệu suất phổ, một phương phỏp phổ biến và cú hiệu quả là nõng số mức tớn hiệu trong một ký tự được mó hoỏ và đú là nội dung của cỏc phương phỏp mó hoỏ tiến bộ.
Theo Shannon thỡ dung lượng của kờnh được thể hiện theo cụng thức sau:
C=B log2(1+S/N) b/s (2.1)
Từ cụng thức ta thấy khả năng thụng qua của kờnh phụ thuộc vào độ rộng băng tần của kờnh B và tỷ số tớn hiệu trờn tạp õm S/N, của tớn nếu băng thụng của kờnh càng lớn thỡ tốc độ cho qua của kờnh càng lớn và truyền tớn hiệu với tốc độ càng cao nhưng khi tốc độ tớn hiệu cao sẽ xuất hiện suy hao và xuyờn õm đủ lớn cộng với nhiễu nền lớn làm cho S/N giảm gõy nhiều lỗi bit làm giảm tốc độ tớn hiệu vỡ vậy cũng phải cú sự thoả thuận giữa độ rộng băng hiệu và tốc độ. Để tăng độ rộng băng cần phải giảm khoảng cỏch hoặc chất lượng đường dõy phải tốt để giảm suy hao và xuyờn õm cũng cú thể ỏp dụng cỏc phương phỏp mó hoỏ chống lỗi tiờn tiến để cải thiện S/N.
a. Ảnh hưởng về điện
Trong mụi trường tốc độ cao cỏc đặc tớnh về điện cú ảnh hưởng rất lớn đến đường truyền, đõy là đặc tớnh vốn cú của tớn hiệu điện nhưng nú chỉ biểu hiện rừ khi năng lượng và tần số tớn hiệu cao. Cỏc ảnh hưởng cú thể kể đến như xuyờn õm, nhiễu điện từ, nhiễu xung, nhiễu nhiệt…, và nú là cỏc tỏc nhõn từ bờn ngoài.
Trong truyền dẫn thoại cỏc đụi dõy phớa tổng đài được đặt sỏt nhau trong một bú cỏp cũn phớa thuờ bao thỡ chỳng được tỏch ra để đi đến từng nhà thuờ bao, chớnh điều này đó tạo ra xuyờn õm trong cỏc đụi dõy.
*Xuyờn õm : là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra giữa cỏc đụi dõy truyền tớn hiệu điện khi chỳng được đặt gần nhau. Dũng điện cảm ứng cú thể cựng chiều hoặc ngược chiều với dũng điện sinh ra nú. Xuyờn õm được chia ra làm hai loại đú là xuyờn õm đầu gần (NEXT) và xuyờn õm đầu xa (FEXT), trong mỗi loại lại được phõn biệt bởi xuyờn õm trong cựng một kỹ thuật (như giữa cỏc đường ADSL với nhau) và được gọi là tự xuyờn õm, xuyờn õm từ cỏc kiểu kỹ thuật khỏc nhau như xuyờn õm giữa ADSL và ISDN. Biểu diễn của NEXT và FEXT như hỡnh 2.1
NEXT là xuyờn õm mà dũng điện cảm ứng ngược chiều với dũng điện sinh ra nú, nghĩa là khi nú được tạo ra nú sẽ đi ngay vào bộ thu ở gần bộ phỏt (nguồn xuyờn õm) điều này làm cho nú cú ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng tớn hiệu thu và đõy cũng là vấn đề quan tõm lớn nhất của nhà cung cấp thiết bị khi đưa ra cỏc tuỳ chọn về tốc độ.
FEXT là xuyờn õm mà dũng điện cảm ứng sinh ra cựng chiều với dũng điện sinh ra nú nghĩa là tớn hiệu xuyờn õm phải truyền trờn đường truyền để
Tớn hiệu xuyờn õm đầu xa Tớn hiệu xuyờn õm đầu gần Bộ thu phỏt phớa tổng đài Bộ thu phỏt từ xa Bộ thu phỏt từxa TX RX TX RX Tớn hiệu được phỏt Cỏp xoắn đụi
đến bộ thu ở đầu xa, do khi truyền nú bị suy yếu nờn ảnh hưởng của FEXT mạnh khụng bằng NEXT.
Ta thấy FEXT phụ thuộc vào chiều dài đường dõy. Cả FEXT và NEXT đều tăng theo tần số thoại chỉ được thiết kế cho truyền ở tần thấp (cỏc dịch vụ POST).
Ảnh hưởng của điện chủ yếu là xuyờn õm (đó được xột ở trờn) bờn cạnh đú đỏng chỳ ý là nhiễu, nhiễu bao gồm:
*Nhiễu tần số vụ tuyến : Cỏc đường dõy xoắn đụi cõn bằng chỉ được thiết kế để truyền thoại nờn chỉ chống được ảnh hưởng của cỏc tớn hiệu tần số vụ tuyến ở tần số làm việc thấp. Cũn hệ thống DSL làm việc với tần số cao thỡ sự cõn bằng bị giảm nờn bị cỏc tớn hiệu tần số vụ tuyến RFI cú thể xõm nhập. Mức độ nhiễu phụ thuộc vào khoảng cỏch nguồn nhiễu tới mạch vũng.
Những nguồn nhiễu chớnh thuộc loại này là cỏc hệ thống vụ tuyến quảng bỏ điều biờn AM và cỏc hệ thống vụ tuyến nghiệp dư. Cỏc trạm vụ tuyến AM phỏt quảng bỏ trong dải tần từ 560ữ1600 KHz. Tuy nhiờn do tần số làm việc của cỏc trạm này là cố định nờn nhiễu do chỳng gõy ra cú thể dự đoỏn được. Ngược lại, nhiễu vụ tuyến nghiệp dư lại khụng đoỏn trước được vỡ tần số làm việc thay đổi và cú nhiều mức cụng suất phỏt. Nhưng nhiễu này chỉ ảnh hưởng tới VDSL vỡ dải tần vụ tuyến nghiệp dư chỉ chồng lấn lờn băng tần truyền dẫn của VDSL.
* Tạp õm trắng : Nhỡn chung cú rất nhiều nguồn tạp õm và khi khụng thể xột riờng từng loại ta cú thể coi chỳng tạo ra một tớn hiệu ngẫu nhiờn duy nhất với phõn bố cụng suất đều ở mọi tần số. Tớn hiệu này được gọi là tạp õm trắng. Tạp õm nhiệt gõy ra do chuyển động của cỏc electron trong đường dõy cú thể coi như tạp õm trắng cú phõn bố Gauss được gọi là tạp õm trắng Gauss cộng AWGN. Tạp õm này ảnh hưởng độc lập lờn từng kớ hiệu được truyền hay núi cỏch khỏc chỳng được cộng với tớn hiệu bản tin.
* Nhiễu xung : thường xảy ra trong thời gian ngắn (từ vài s tới vài ms) nhưng cú ảnh hưởng lớn do cường độ lớn, nguồn nhiễu này chủ yếu là do sự bật tắt của cỏc thiết bị điện, sột
b. Ảnh hưởng về vật lý
Bờn cạnh cỏc ảnh hưởng về điện thỡ ảnh hưởng về mặt vật lý cũng quyết định nhiều đến tốc độ đường truyền mà đũi hỏi sự quan tõm khụng kộm. Ảnh hưởng về mặt vật lý xuất phỏt từ đặc tớnh của cỏp là được dựng để truyền tớn hiệu thoại với sự giới hạn về độ rộng băng (tần số từ 0 đến 4 kHz) và để mở rộng khoảng cỏch người ta đó thờm vào cỏc cuộn gia cảm nú cú tỏc dụng làm giảm ảnh hưởng của điện dung ở tần số thấp làm giảm suy hao nhưng những cuộn gia cảm này thực tế lại hoạt động như một bộ lọc thụng thấp, do đú nú ngăn cản truyền dẫn số ở tần số cao của đụi dõy đồng và vỡ vậy cần phải loại bỏ nú trước khi cung cấp cỏc dịch vụ tốc độ cao.
Không sử dụng cuộn gia cảm sử dụng cuộn gia cảm 0.4 1.2 2.0 su y ha o dB /k m 0.4 1.2 2.4 3.0 Tần số (kHz)
Hình 2.2: Mạch vòng có và không sử dụng cuộn gia cảm
Bờn cạnh đú khi cung cấp dịch vụ thoại để thuận lợi cho việc kộo cỏp đến cỏc hộ gia đỡnh người ta đó dự phũng cỏc hướng cỏp (nhiều hướng được xuất phỏt từ cựng một dõy ở phớa tổng đài) và khi một hướng được sử dụng thỡ cỏc hướng cũn lại do bị để hở nờn khi truyền tớn hiệu tốc độ cao thỡ sẽ bị ảnh hưởng của tớn hiệu phản xạ, do tớn hiệu phản xạ này cũng được truyền đến cả bộ phỏt và bộ thu và điều này hạn chế tốc độ cao.
CO Khách hàng Cầu nối rẽ
Hình 2.3 Cầu nối rẽ và ảnh hưởng của nó
để hở (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Để mở rộng khoảng cỏch người ta cũn nối nhiều kớch thước dõy khỏc nhau điều này tạo ra cỏc mối nối và đoạn nối này cú thể làm mất tớnh đối xứng của cỏp cõn bằng (dự là rất ngắn) và tạo điều kiện cho sự thõm nhập của nhiễu từ bờn ngoài làm giảm truyền tớn hiệu tốc độ cao. Kớch thước cỏc dõy khỏc nhau làm mất tớnh phối hợp trở khỏng và tạo ra sự phản xạ tớn hiệu nú gúp phần cản trở tăng tốc độ truyền, ảnh hưởng của mụi trường cũng cản trở tốc độ truyền (vớ dụ sự xõm nhập của nước tạo ra sự ụ xi hoỏ làm tăng điện trở làm suy hao tớn hiệu tăng lờn và cú thể khụng cũn đỏp ứng được cỏc yờu cầu của xDSL). Cỏch bố trớ dõy trong nhà của khỏch hàng cũng ảnh hưởng đến tốc độ của ADSL. [7]
Như vậy một đường truyền bị ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố cả bản thõn của nú cũng như cỏc ảnh hưởng từ bờn ngoài điều này đũi hỏi trước khi truyền tớn hiệu tốc độ cao cần phải cú sự kiểm tra cỏc thụng số của đường truyền thụng qua cỏc phương phỏp đo đạc hiện đại.