ADSL sử dụng đôi dây đồng truyền thống của điện thoại tơng tự. Tín hiệu truyền đi trên đờng dây đồng chịu tác động của môi trờng tạp âm của bản thân mạch vòng dây đồng và các can nhiễu điện từ khác từ bên ngoài:
- Tạp âm trắng: Nhìn chung có rất nhiều nguồn tạp âm và khi không thể xét riêng từng loại ta có thể coi chúng tạo ra một tín hiệu ngẫu nhiên duy nhất với phân bố công suất đều ở mọi tần số. Tín hiệu này đợc gọi là tạp âm trắng. Tạp âm nhiệt gây ra do chuyển động của các electron trong đờng dây có thể coi nh tạp âm trắng có phân bố Gaussian đợc gọi là tạp âm Gausian trắng cộng AWGN (Additive White Gaussian Noise). Tạp âm này ảnh hởng độc lập lên từng kí hiệu đợc truyền hay nói cách khác chúng đợc cộng với tín hiệu bản tin.
- Xuyên âm: Xuyên âm xảy ra khi tín hiệu từ các đôi dây kế cận gây nhiễu với nhau. Thành phần xuyên âm tiếp tục truyền theo hớng ban
đầu gọi là xuyên âm đầu xa FEXT (Far End Crosstalk). Thành phần xuyên âm truyền ngợc lại tới đầu phát gọi là xuyên âm đầu gần NEXT (Near End Crosstalk). NEXT có ảnh hởng lớn hơn FEXT đối với truyền dẫn hai chiều đối xứng vì FEXT bị suy hao trong suốt chiều dài truyền dẫn trong khi NEXT chỉ đi qua một khoảng cách nhỏ rồi quay trở lại đầu phát. Một dạng đặc biệt của NEXT là nhiễu trong một đôi dây kế cận có cùng dạng tín hiệu truyền dẫn, đợc gọi là self-NEXT (tự xuyên âm). Vì đôi dây đồng thờng nằm trong một bó cáp nhiều đôi với chiều dài mạch vòng ngắn nên ảnh hởng của xuyên âm đầu gần rất lớn.
NEXT FEXT
Đôi dây 1
Đôi dây 2
Hình 6-1 Xuyên âm đầu gần và xuyên âm đầu xa
- Nhiễu tần số vô tuyến : Các đờng dây xoắn đôi cân bằng chỉ đợc thiết kế để truyền thoại nên chỉ chống đợc ảnh hởng của các tín hiệu tần số vô tuyến ở tần số làm việc thấp. Còn hệ thống ADSL làm việc với tần số cao thì sự cân bằng bị giảm nên bị các tín hiệu tần số vô tuyến có thể xâm nhập. Mức độ nhiễu phụ thuộc vào khoảng cách nguồn nhiễu tới mạch vòng. Những nguồn nhiễu chính thuộc loại này là các hệ thống vô tuyến quảng bá điều biên AM và các hệ thống vô tuyến nghiệp d. Các trạm vô tuyến AM phát quảng bá trong dải tần từ 560ữ1600 KHz. Tuy nhiên do tần số làm việc của các trạm này là cố định nên nhiễu do chúng gây ra có thể dự đoán đợc. Ngợc lại, nhiễu vô tuyến nghiệp d lại không đoán trớc đợc vì tần số làm việc thay đổi và có nhiều mức công suất phát.
- Tạp âm xung: sinh ra do giao thoa điện từ tức thời. Ví dụ khi có bão sét, thiết bị trong nhà bật, tắt... Tạp âm xung có thể kéo dài từ vài às tới vài ms.
Để truyền dẫn tốc độ cao trong đờng truyền có nhiễu và tạp âm nh trên, kỹ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT (Discrete Multi-Tone) đã đợc chọn làm chuẩn điều chế của ADSL. Kỹ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cũng là một kỹ thuật điều chế đa sóng mang trực giao OFDM nhng với số lợng sóng mang không nhiều. Sở dĩ DMT đợc chọn vì những lý do sau:
- Khả năng chống nhiễu tốt nên thông lợng cao hơn: Về nguyên tắc thì DMT và CAP (Carrierless Aplitude Phase modulation) là kỹ thuật điều chế biên độ pha không sóng mang đợc sử dụng trớc đó trong hệ thống ADSL, đạt đợc thông lợng nh nhau trên cùng một kênh. Nhng thực tế thì có sự khác nhau giữa kiến trúc máy thu và phát cũng nh các giới hạn thực thi đã ảnh hởng tới hiệu năng của mỗi hệ thống. Trên đờng dây điện thoại, những thành phần tần số cao bị suy hao nhiều hơn tần số thấp và nếu mạch vòng có các nhánh rẽ (bridge tap) thì một phần băng tần không sử dụng đợc. DMT xử lý các kênh con độc lập với trạng thái đờng dây. DMT đo tỷ số S/N cho mỗi kênh con và dựa vào đó để gán cho mỗi kênh con một số bit nhất định. Những tần số thấp thờng mang số bit nhiều hơn tần số cao do bị suy hao ít hơn. Kết quả là thông lợng đờng truyền tăng lên ngay cả khi trạng thái đờng dây xấu.
- Khả năng đáp ứng tốc độ số liệu linh động theo trạng thái đờng dây: Mỗi kênh con mang một số bit nhất định phụ thuộc tỷ số S/N của kênh đó. Bằng cách điều chỉnh số bit/kênh, DMT có thể tự động điều chỉnh tốc độ số liệu với bớc điều chỉnh nhỏ nhất là 32 kbit/s. Trong khi đó CAP cũng có khả năng điều chỉnh tốc độ nhng với bớc điều chỉnh 640 kbit/s nên kém linh động hơn so với DMT.
Mức nhiễu Xuyên âm RFI f f Số bit / kênh Không sử dụng
Hình 6-2 Khả năng thích ứng của DMT với đờng truyền
- Công suất tiêu thụ ít hơn: Do DMT đo chất lợng đờng truyền trong từng khoảng tần số nên có thể tránh những khoảng tần số bị nhiễu mạnh dẫn tới giảm công suất tiêu thụ của hệ thống.
- Tơng thích phổ: Khi nhiều khách hàng đồng thời truy nhập vào các node mạng để sử dụng các dịch vụ tốc độ cao của nhiều nhà cung cấp dịch vụ với các công nghệ khác nhau thì ảnh hởng xuyên âm của các đôi dây đồng khác nhau trong cùng một bó cáp hay giữa các bó cáp khác nhau rất lớn. Để tránh hiện tợng này, một tiêu chuẩn đa ra mặt nạ mật độ phổ công suất quy định mật độ phổ công suất PSD mà hệ thống có thể sử dụng cho tần số phát hớng lên và hớng xuống. DMT đáp ứng đợc tiêu chuẩn này và không gây nhiễu cho các hệ thống khác.