Cú nhiều kỹ thuật khỏc nhau để cung cấp dịch vụ băng thụng rộng, song với nhiều tớnh năng vượt trội, chi phớ thấp đó tạo ra một vị trớ đứng rất tốt cho kỹ thuật DSL.
Với kỹ thuật DSL chỳng ta hoàn toàn cú thể triển khai chỳng trờn mạng điện thoại sẵn cú và cung cấp cỏc dịch vụ băng thụng rộng mà khụng cần phải xõy dựng thờm cơ sở hạ tầng. Một đặc điểm nữa là vỡ khụng xõy dựng thờm cơ sở hạ tầng, dựng ngay mạng điện thoại cú sẵn cho nờn với DSL chỳng ta khụng cần phải chuẩn bị rất nhiều cụng đoạn từ thiết kế, xõy dựng, lắp đặt và chạy thử bằng mụ hỡnh,...
Với đặc điểm nổi trội hơn cỏc kỹ thuật khỏc đú là giải quyết được vấn đề cơ sở hạ tầng, với băng thụng rộng của mỡnh kỹ thuật DSL cú khả năng cung cấp cỏc dịch vụ yờu cầu băng thụng rộng chẳng hạn như: y tế, luật, kinh doanh, giải trớ và nhiều lĩnh vực khỏc. Hơn nữa, với chi phớ triển khai khụng
52
lớn lắm, kỹ thuật DSL cú thể được triển khai ở tất cả cỏc nước kể cả cỏc nước cú nền kinh tế kộm phỏt triển bằng cỏch dựng chớnh cơ sở hạ tầng mà quốc gia đú cú được.
Ngày nay với sự lớn mạnh và phổ biến của cỏc dịch vụ trực tuyến thỡ PSTN hầu như là luụn ở trong tỡnh trạng quỏ tải về lưu lượng. Trước đõy mạng điện thoại được thiết kế chủ yếu để điều khiển lưu lượng thoại với cỏc cuộc gọi hầu như đều được thực hiện trong thời gian ngắn, cũn việc thao tỏc với dữ liệu trờn Internet ngày nay cú thể diễn ra hàng giờ do vậy để trỏnh tỡnh trạng phải nõng cấp cơ sở hạ tầng, giảm thiểu sự tắc nghẽn thỡ việc ứng dụng kỹ thuật DSL là một giải phỏp gần như tối ưu.
xDSL là một họ cụng nghệ đường dõy thuờ bao số, gồm nhiều cụng nghệ cú tốc độ, khoảng cỏch truyền dẫn khỏc nhau và được ứng dụng vào cỏc dịch vụ khỏc nhau, cụng nghệ này được chia thành cỏc loại như sau:
- Đường dõy thuờ bao số bất đối xứng ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) đó được chuẩn húa.
- Đường dõy thuờ bao số đối xứng gồm: SHDSL, SDSL, HDSL đó được chuẩn húa.
- Ngoài ra, cũn cú cụng nghệ VDSL cung cấp cả hai dịch vụ truyền dẫn đối xứng và bất đối xứng.
2.1.4 Cỏc dũng DSL
Bảng 2.1 liệt kờ cỏc dũng DSL khỏc nhau cựng với cỏc thuộc tớnh của chỳng.
ADSL
Một trong những kỹ thuật được ưa chuộng và nổi trội nhất là kỹ thuật ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line). Đặc điểm chớnh của ADSL đú
53
là sự khỏc nhau về tốc độ dữ liệu từ người sử dụng đến nhà cung cấp (hướng lờn) và tốc độ dữ liệu từ nhà cung cấp đến người sử dụng (hướng xuống). Tốc độ dữ liệu hướng xuống thỡ thường lớn hơn gấp 10 lần đối với tốc độ hướng lờn. Đối với hướng xuống, tốc độ dữ liệu cú thể là từ 1 Mbps đến 8 Mbps, giỏ trị lớn nhất chủ yếu cũn phụ thuộc vào độ dài cũng như điều kiện của tuyến trong quỏ trỡnh lắp đặt.
Bảng 2.1 Cỏc loại xDSL và cỏc thuộc tớnh của nú
xDSL Tốc độ hướng lờn Tốc độ hướng xuống Đối xứng/bất đối xứng Cựng tồn tại với POTS Tiờu chuẩn húa ADSL 100-800 Kbps 1 - 8 Mbps Bất đối xứng Cú Cú HDSL = 768, 1544, 2048 Kbps = 768, 1544, 2048 Kbps Đối xứng Khụng Cú HDSL2 = 1544, 2048 Kbps = 1544, 2048 Kbps Đối xứng Khụng Cú IDSL =128 Kbps =128 Kbps Đối xứng Khụng Khụng MDSL 64-200 Kbps 800-2000 Kbps Bất đối xứng Cú Khụng SDSL 384 Kbps 384 Kbps Đối xứng Cú Khụng VDSL >25 Mbps >25 Mbps Cả hai Cú Chưa đầy
đủ
HDSL
Kỹ thuật HDSL (High bit rate Digital Subscriper Line) cung cấp tốc độ bit đối xứng. Cỏc modem HDSL được thiết kế chỉ hoạt động được với cỏc giỏ trị tốc độ xỏc định thường là 768 Kbps, 1544 Kbps, 2048 Kbps. Hai tốc độ sau cựng được dựng cho tuyến T1 và E1. Đối với HDSL thỡ cần hai tuyến cỏp điện thoại riờng biệt, cả hai đều song cụng. Cú nhiều ứng dụng được xõy dựng trờn HDSL song về cơ bản việc triển khai HDSL chủ yếu là dựng để thay thế cho hai tuyến T1 và E1 bởi vỡ HDSL cú dải tốc độ lớn hơn so với cỏc cụng
54
nghệ cũ. HDSL sử dụng phương phỏp điều chế là 2B1Q và HDSL khụng thể cựng tồn tại với tớn hiệu thoại thụng thường trờn cỏp điện thoại.
IDSL
IDSL được viết tắt từ ISDN Digital Subscriber Line. IDSL sử dụng phương phỏp điều chế dạng 2B1Q. Đõy là kỹ thuật DSL đối xứng, khụng cựng tồn tại với tớn hiệu thoại thụng thường. Tốc độ thiết lập cú thể trong cỏc tốc độ sau: 56, 64, 128, 144 Kbps.
MDSL
Kỹ thuật MDSL (Medium bit rate Digital Subscriber Line) về cơ bản thỡ MDSL là một phiờn bản của ADSL. MDSL tương tự như ADSL cũng là kỹ thuật bất đối xứng hoạt động tại tốc độ thấp hơn ADSL với hướng xuống là từ 800 Kbps đến 1 Mbps, hướng lờn là 100 Kbps. MDSL được thiết kế để làm giảm chi phớ cũng như độ phức tạp của cỏc modem DSL trong khi vẫn cú khả năng cung cấp được tốc độ dữ liệu cao. Cỏc ứng dụng dựa trờn MDSL chủ yếu là truy cập Internet và LAN Bridging.
RDSL và RADSL
RADSL (Rate-Adaptive Digital Subscriber Line) và RDSL (Reverse Digital Subscriber Line) cú thể được gọi dưới hai dạng khỏc nhau. Dạng thứ nhất cú nghĩa là hệ thống cú thể tự động chọn tốc độ hoạt động tốt nhất khi truyền qua đường thoại. Dạng thứ hai là ADSL ngược, cú nghĩa là cú trường hợp tốc độ của hướng lờn lại lớn hơn tốc độ hướng xuống. Với loại này thỡ ứng dụng chớnh là phục vụ cho cỏc thuờ bao muốn cung cấp mỏy chủ WWW vỡ cỏc mỏy chủ WWW cung cấp thụng tin nhiều hơn là nhận do vậy chỳng cần tốc độ dữ liệu hướng lờn phải lớn trong khi tốc độ dữ liệu hướng xuống chỉ cần bộ.
55
Kỹ thuật SDSL (Symmetric Digital Subscriper Line) cũng giống như HDSL, tốc độ dữ liệu ở hướng lờn và hướng xuống đối xứng nhau và thường là 384 Kbps, 768 Kbps. SDSL cú thể được dựng để cung cấp cỏc dịch vụ T1 phõn nhỏ hoặc LAN và truy cập Internet.
VDSL
VDSL (Very high speed Digital Subscriper Line) cú thể được coi là anh cả của ADSL. VDSL cú thể hoạt động ở hai chế độ đối xứng hoặc bất đối xứng. Tốc độ lớn nhất trong trường hợp đối xứng là 26 Mbps cũn thường thỡ 13 Mbps đối xứng, 52 Mbps hướng xuống và 6.4 Mbps hướng lờn, 26 Mbps hướng xuống và 3.2 Mbps hướng lờn cuối cựng là 13 Mbps hướng xuống và 1.6 Mbps hướng lờn. VDSL cú thể cựng hoạt động với tớn hiệu thoại thụng thường trờn cựng một cỏp, ngoài ra độ dài tuyến lớn nhất cú thể cú của VDSL thường thỡ nhỏ hơn so với ADSL.
Núi chung, kỹ thuật xDSL là kỹ thuật truyền dẫn cỏp đồng, nú giải quyết những vấn đề tắc nghẽn giữa nhà cung cấp dịch vụ mạng và khỏch hàng sử dụng những dịch vụ mạng đú. Với một họ kỹ thuật DSL khỏc nhau, việc ỏp dụng chỳng sao cho phự hợp và cú hiệu quả cao là vấn đề cần xem xột. Mỗi loại kỹ thuật cú những tớnh năng, đặc thự, điểm mạnh, điểm yếu riờng. Trong họ xDSL thỡ ADSL là cụng nghệ được sử dụng nhiều nhất, phổ biến nhất trờn thế giới. ADSL cú hai đặc điểm khỏc biệt là luồng dữ liệu được truyền khụng đối xứng và cho phộp cú thể truyền cả hai dịch vụ thoại và dịch vụ DSL trờn cựng một đụi dõy vỡ băng thụng sử dụng cho dịch vụ khụng trựng với băng thụng của dịch vụ thoại.
2.2 Đặc điểm của xDSL:
- Xõy dựng tớnh mềm dẻo đủ mức cần thiết để hỗ trợ cho cỏc ứng dụng. Tớnh mềm dẻo thể hiện ở đõy là: Khả năng hỗ trợ nhiều loại hỡnh dịch vụ, khả
56
năng mở rộng để phỏt triển từ một vài thuờ bao tới hàng ngàn thuờ bao, khả năng quản lý tin cậy mạng điểm-điểm trong việc hỗ trợ những ứng dụng.
- Cho phộp mạng của nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng dịch vụ tận dụng một số đặc tớnh của cấu trỳc cơ sở hạ tầng hiện nay như những giao thức lớp 2,3 giống như Frame Relay, ATM, IP và độ tin cậy những dịch vụ mạng. Trờn xDSL cú thể triển khai những dịch vụ được dựa trờn cỏc gúi tin hoặc tế bào giống như Frame Relay, ATM hoặc IP hay trờn những dịch vụ kờnh đồng bộ bit.
- xDSL đỏp ứng được yờu cầu đũi hỏi thời gian thực, tốc độ cao...
- Khả năng xDSL ngày càng phong phỳ với rất nhiều cỏc phiờn bản mới như ADSL2, HDSL2,...
- Cho phộp tận dụng triệt để cỏp đồng và là bước đệm tiến tới tương lai. Qua cỏc kết quả nghiờn cứu, mặc dự đó thấy được cỏc ưu điểm và khả năng ỏp dụng rộng rói vào thực tế, cỏc nhà khoa học thừa nhận rằng kỹ thuật xDSL khụng phải là thế hệ tương lai của mạng truy nhập mà chỉ là giải phỏp hiện tại của truy nhập mạng.
2.3 Cơ sở kỹ thuật ADSL
ADSL định nghĩa dữ liệu cú thể được truyền giữa nhà hay văn phũng của người dựng và tổng đài nội hạt trờn đường dõy điện thoại thụng thường, gọi là vũng lặp thuờ bao.
Mục đớch chớnh của dịch vụ ADSL là cho phộp truy cập Internet tốc độ cao. ADSL đề cập tới vấn đề làm sao kết nối dữ liệu được mở rộng tới nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP).
57
2.3.1 Kỹ thuật truyền dẫn trong ADSL
ADSL là cụng nghệ được thiết kế phự hợp với nhu cầu truy cập Internet tốc độ cao và một số nhu cầu dịch vụ băng thụng rộng khỏc. Trong kỹ thuật ADSL vẫn hỗ trợ dịch vụ thoại truyền thống với dải tần từ 300Hz đến 3400Hz. Dung lượng truyền dẫn cũn lại của đụi dõy điện thoại tựy thuộc vào khoảng cỏch truyền dẫn và được phõn khụng đối xứng cho hai luồng dữ liệu lờn và xuống. Hiện nay cú hai kỹ thuật truyền dẫn cú thể sử dụng cho ADSL là EC (Echo Canceled) và FDD (Frequency Division Duplex).
a) Phõn chia theo tần số FDD.
Hỡnh 2.3 Sự phõn bố dải tần trong phương phỏp phõn tần - FDD
Trong phương phỏp FDD, luồng lờn và luồng xuống được phõn hai dải tần khỏc nhau. Luồng lờn được phõn cho độ rộng băng hẹp hơn và do đú sẽ cú dải thụng nhỏ hơn cũn luồng xuống được phõn cho độ rộng băng tần lớn hơn và do đú sẽ cú dải thụng lớn hơn. Giữa cỏc dải tần cú một khoảng tần số bảo vệ để chống nhiễu giữa luồng lờn và luồng xuống và với tớn hiệu thoại. Vựng
Xuống POTS ADSL Tần số Mức truyền Lờn Dải tần bảo vệ
58
tần số của thoại được giữ nguyờn từ 300 đến 3400 hz. Phương phỏp này cú ưu và nhược điểm sau:
Ưu điểm:
Triệt tiờu được xuyờn õm đầu gần- NEXT (near end crostalk), vỡ hai dải tần số cỏch nhau bằng băng tần bảo vệ.
Khụng cần sự đồng bộ giữa hai đầu thu và phỏt. Đó được phỏt triển từ lõu nờn cụng nghệ cao.
Nhược điểm:
Khụng sử dụng hiệu quả băng thụng vỡ luồng lờn và luồng xuống chiếm hai dải tần khỏc nhau và cũn cú dải tần bảo vệ.
Do luồng xuống ở băng tần cao nờn tốc độ luồng xuống bị giảm nhanh chúng khi cự ly truyền dẫn tăng do suy hao ở tần số cao tăng nhanh theo cự ly truyền.
b) Triệt tiếng vọng EC
Tiếng vọng (Echo) là sự lặp lại của dạng súng gõy ra bởi sự phản xạ tớn hiệu từ những điểm mà ở đú đặc tớnh của mụi trường truyền dẫn bị thay đổi.
Xuống Lờn
POTS ADSL
Tần số Mức truyền
59
Hỡnh 2.4 Sự phõn bố giải tần trong phương phỏp triệt tiếng vọng
Tiếng vọng trong đường dõy điện thoại gõy bởi sự mất phối hợp trở khỏng tại cỏc bộ lai (hybrid) tức là nơi chuyển đổi 2 dõy thành 4 dõy. Đối với tớn hiệu thoại, tiếng vọng chỉ gõy ra khú chịu cho người đàm thoại, cũn đối với tớn hiệu số, tiếng vọng cú thể gõy mộo dạng hoặc suy hao nghiờm trọng tớn hiệu thu. Nguyờn tắc hoạt động của bộ EC là phổ tớn hiệu phỏt và thu trựm lờn nhau. Trong phương phỏp này dải tần số được phõn như hỡnh 2.4.
Do dải tần luồng xuống chồng lấn lờn dải tần luồng lờn nờn băng tần của luồng xuống cú thể được mở rộng tới dải tần thấp (cú suy hao thấp hơn). Tiếng vọng tổng hợp bao gồm hai loại tiếng vọng đầu gần xuất hiện ngay tại bộ lai đầu tiờn và tiếng vọng đầu xa xuất hiện tại bộ sai động đầu xa. Mục đớch chớnh của bộ triệt tiếng vọng là loại bỏ tiếng vọng đầu gần. Vỡ tớn hiệu số tới đầu xa cú thể bị suy hao trong đường truyền.
2.3.2 Đặc trưng lỗi của đường truyền ADSL
Mạng cỏp đồng được thiết kế với mục đớch truyền tớn hiệu thoại, bởi vậy khi ỏp dụng cụng nghệ xDSL (cụ thể là ADSL) cần truyền đồng thời cả hai loại tớn hiệu (thoại và dữ liệu), do đú sẽ cú một số khú khăn khi truyền dẫn.
2.3.2.1 Dung lượng của một kờnh phụ thuộc vào tiếng ồn (tạp õm)
Theo Shannon dung lượng của kờnh truyền là: C=B.log2(1+SNR)
Trong đú:
B: độ rộng dải thụng của kờnh
60
Vậy để tăng tốc độ truyền dẫn của kờnh ngoài việc tăng độ rộng kờnh B ta cú thể giảm tạp õm nhiễu, tức là tăng tỉ số SNR.
2.3.2.2 Suy giảm tớn hiệu do cự li truyền và do biến dạng xung.
Khi tớn hiệu truyền đi xa ở trong mụi trường nú sẽ bị suy hao tớn hiệu do ảnh hưởng của mụi trường truyền tin (tức là biờn độ tớn hiệu bị giảm). Ngoài ra, khi truyền trờn cỏp đồng tớn hiệu cũn bị biến dạng so với tớn hiệu truyền đi ban đầu do đặc trưng truyền khụng đồng đều đối với cỏc thành phần tần số khỏc nhau của tớn hiệu. Mức độ suy giảm và biến dạng phụ thuộc vào tần số phỏt, khoảng cỏch truyền dẫn và kớch cỡ cỏp,...
Suy giảm biờn độ tớn hiệu làm cụng suất tớn hiệu thu được giảm gõy tăng lỗi giảm tốc độ truyền dẫn. Ngoài ra, cỏc xung gõy nhiễu lờn nhau dẫn đến khụng khụi phục được lại dạng ban đầu tại nơi thu.
2.3.2.3 Ảnh hưởng của nhiễu mụi trường
Khi truyền dẫn trờn đường truyền, tớn hiệu ngoài việc bị biến dạng xung và giảm cụng suất do cự li truyền cũn bị ảnh hưởng của nhiễu mụi trường.
- Nhiễu trắng (Gauge):
Nhiễu này khụng thể trỏnh khỏi, nú luụn tồn tại trờn đường dõy đồng, nhiễu trắng sinh ra do cỏc electron chuyển động tự do trong đường dõy. Tạp õm này ảnh hưởng độc lập trờn từng kớ hiệu được truyền đi. Nhiễu này tạo thành một dải liờn tục trờn mọi miền tần số.
- Nhiễu do hiệu ứng xuyờn kờnh:
Khi truyền tớn hiệu trong cỏp cú hiện tượng xuyờn õm giữa hai đường dõy gần nhau, xuyờn õm cú ảnh hưởng lớn đến sự suy giảm tớn hiệu trong hệ thống DSL. Nguyờn nhõn là do hiện tượng cảm ứng điện từ khi một đụi dõy
61
nằm trong phạm vi ảnh hưởng của trường điện từ bức xạ từ một đụi dõy khỏc khi đang truyền tớn hiệu. Cú hai loại xuyờn kờnh:
+ Xuyờn õm đầu gần NEXT (near end crostalk) là loại xuyờn õm gõy ra do cỏc tớn hiệu truyền theo hướng ngược nhau trờn hai đụi dõy đồng xoắn.
+ Xuyờn õm đầu xa FEXT (far end crostalk) nhiễu gõy ra do cỏc tớn hiệu truyền cựng hướng trờn hai đụi dõy đồng xoắn.
- Nhiễu tần số vụ tuyến RFI (Radio Frequency Interference):
Nhiễu tần số vụ tuyến là thành phần cũn lại của tớn hiệu vụ tuyến trờn đường dõy điện thoại, đặc biệt là của phỏt thanh quảng bỏ AM và cỏc nhà khai thỏc nghiệp dư. Tớn hiệu vụ tuyến xõm nhập vào cỏc đường dõy cỏp đồng gõy nhiễu lờn tớn hiệu truyền ở trong cỏp đồng. Vỡ đường dõy đồng chỉ thiết kế cho mục đớch truyền thoại nờn chỉ chống được ảnh hưởng của cỏc tớn hiệu vụ tuyến ở tần số thấp, ở tần số cao thỡ sự cõn bằng giảm do đú với hệ thống DSL núi chung thỡ nhiễu vụ tuyến cú thể xõm nhập với mức độ phụ thuộc vào khoảng cỏch nguồn nhiễu đến đường dõy, cụng suất của nguồn nhiễu,... Cỏc