Mặc dù có quan hệ tương đối chặt chẽ với ADSL và RADSL, CDSL vẫn có những điểm khác biệt tương thích với các đối tượng phục vụ của nó. CDSL có phần khiêm tốn hơn về mặt tốc độ và khoảng cách so với ADSL/RADSL, nhưng ngược lại nó cũng có những ưu điểm nhất định. Với CDSL không cần lo lắng về các thiết bị đầu xa như bộ phân tách (spliter) ở nhà khách hàng. Chức năng của bộ phân tách là để cho phép các dịch vụ và các kiểu thiết bị khác đang tồn tại, chẳng hạn như máy fax, tiếp tục hoạt động như trước đây.
1.4.5 VDSL/VDSL2 (Very high data rate DSL)
Công nghệ đường dây thue bao số tốc độ cao VDSL (Very high data rate DSL) là công nghệ phù hợp cho kiến trúc mạng truy nhập sử dụng cáp quang tới cụm dân cư. VDSL truyền tốc dộ dữ liệu cao qua các đường dây đồng xoắn đôi, ở khoảng cách ngắn. Tốc độ luồng xuống tối đa đạt tới 52 Mbps trong chiều dài
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 21 SVTH: Trần Võ Hồng Quân 300m. Với tốc độ luồng xuống thấp thì chiều dài cáp đạt 3.6 Km. Tốc độ luồng lên trong chế độ không đối xứng là 1.6Mbps đến 2.3 Mbps.VDSL còn hỗ trợ cả việc truyền dẫn đối xứng với tốc độ lên đến 26 Mbps. Còn VDSL2 là công nghệ mới nhất trong họ xDSL, nó cung cấp tốc độ 250 Mbps tại nguồn, tốc độ 100 Mbps tại khoảng cách 500m và tốc độ 50 Mbps tại khoảng cách 1 Km. Sau đó, với cự ly 1.6 Km thì tốc độ của nó như là ADSL2+. VDSL2 được thiết kế để cung cấp kết nối cho các dịch vụ thoại, dữ liệu, truyền hình có độ nét cao HDTV và game tương tác.
1.5 Ưu và nhược điểm của công nghệ xDSL
Ưu điểm:
Ưu điểm lớn của công nghệ xDSL khi ra đời chính là khả năng truyền tải được nhiều ứng dụng khác nhau mà trước đây chưa thực hiện được, đồng thời lại tận dụng được mạng điện thoại sẵn có và rộng khắp. Một công nghệ mới ra đời được coi là hiệu quả khi tận dụng được các tài nguyên, và cơ sở hạ tầng sẵn có. Trong điều kiện thuận lợi, đầu tư cho mạng xDSL không lớn đối với nhà khai thác.
Nhược điểm:
Tuy nhiên, công nghệ xDSL cũng có một số hạn chế như: yêu cầu chất lượng của cáp truyền dẫn tín hiệu DSL cao hơn nhiều so với yêu cầu của cáp truyền dẫn thoại. Điều này là do DSL truyền thông tin có băng tần lớn với tốc độ cao nên nếu chỉ có một nhiễu nhỏ thì lượng thông tin bị ảnh hưởng cũng rất lớn, hơn rất nhiều lượng thông tin thoại có tốc độ chậm. Hơn nữa, theo đáp tuyến tần số của đường dây đồng thì tín hiệu tần số cao có mức suy hao lớn hơn tín hiệu tần số thấp nên khoảng cách truyền tải của tín hiệu DSL không được xa. Ngoài ra, còn rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng đường truyền DSL như: nhiễu xuyên âm gần đầu cuối, xa đầu cuối, tín hiệu xâm nhập, phản xạ tín hiệu trên dây nhánh.
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 22 SVTH: Trần Võ Hồng Quân
1.6 Kết luận
Chương này đi tìm hiểu về quá trình phát triển của mạng truy nhập từ mạng truyền thống đến mạng hiện tại và mạng thế hệ sau. Trong đó có mạng truy nhập xữ dụng công nghệ đường dây thuê bao số DSL và các phiên bản của mạng này.
Mạng truy nhập tải qua một thời gian dài phát triển, với nhiều hình thức truy nhập phong phú như truy nhập hữu tuyến bằng cáp đồng, truy nhập bằng cáp quang và truy nhập bằng môi trường vô tuyến.mạng truy nhập qua môi trường vô tuyến điển hình như mạng thông tin di động, mạng nội bộ vô tuyến WLAN, mạng đô thị vô tuyến WMAN mà điển hình là công nghệ tương tác toàn cầu bằng sóng vi ba WIMAX.
Trong các mạng trên mạng truy nhập cáp đồng ra dời từ rất sớm với quy mô triển khai rộng, chi phí đầu tư lớn và chiếm một tỉ trọng lớn trong mạng viễn thông. Trong khi đó, mạng này chỉ biết đến với khả năng truyền tốc độ trên đôi cáp đồng với tốc độ thấp băng thông hẹp thì mạng truy nhập bằng cáp quang nổi lên với nhiều ưu điểm như tốc độ lớn, băng thông rộng, không bị nhiễu bởi các nguồn từ trường. Chính những ưu điểm đó đã khiến cho mạng cáp đồng phải tìm cho mình một kỹ thuật mới để có thể truyền được các loại hình dịch vụ băng rộng mà trước đó cáp đồng không thể truyền được thì mới không bị mạng cáp quang thay thế hoàn toàn. Công nghệ đường dây thuê bao số ra đời là một phương án lựa chọn cuối cùng để nhà cung cấp giữ lại mạng mạng cáp đồng tiếp tục đồng hành cùng với mạng cáp quang và vô tuyến khác. Cáp đồng không những truyền được các loại hình băng rộng mà mạng này cũng có rất nhiều phiên bản phù hợp với từng ứng dụng của khách hàng.
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 23 SVTH: Trần Võ Hồng Quân
Chương 2: Công nghệđường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL
2.1. Giới Thiệu Chương.
Chương này nói về các vấn đề sau: Tổng quan ADSL, giới thiệu chung về ADSL, mạng ADSL, mô hình tham chiếu ADSL, các phương pháp điều chế trong ADSL, kỹ thuật ghép kênh, truyền dẫn trong ADSL, cấu trúc khung siêu khung, hiệu năng ADSL, sửa lỗi và nhiễu trong ADSL.
2.2. Tổng quát về ADSL.
2.2.1. Giới thiệu chung về ADSL
Do nhu cầu thực tế khi người sử dụng truy cập Internet luôn luôn mong muốn chỉ gửi một yêu cầu ngắn gọn đến nhà mạng để rồi nhận được rất nhiều đáp ứng được gửi đến. Nghĩa là người sử dụng muốn tốc độ đường xuống nhanh hơn rất nhiều tốc độ đường lên, xuất phát từ nhu cầu thực tế đó công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL (Asymmetric Digital Subcriber Line) ra đời. Công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL là một công nghệ đường dây thuê bao số sinh ra để tận dụng băng thông của cáp đồng truyền đồng thời tín hiệu thoại và phi thoại trên cùng một đường dây với tốc độ đường xuống từ phía mạng tới khách hàng lớn hơn tốc độ đường lên.
Tốc độ đường xuống của ADSL từ 1.5 Mbps đến 6 Mbps, có khi cực đại lên đến 8 Mbps. Còn tốc độ đường lên nhỏ hơn tốc độ đường xuống rất nhiều từ 16 đến 640 Kbps.
Với tốc độ như vậy thì mạch vòng thuê bao từ phía tổng đài đến nhà thuê bao được giới hạn như sau:
Tốc độ 1.5 Mbps đến 2Mbps khoảng cách mạch vòng thuê bao đến bán kính.
2.2.2. Các thành phần trong mạng ADSL 2.2.2.1. Mạch vòng thuê bao số 2.2.2.1. Mạch vòng thuê bao số
Ngay từ khi điện thoại ra đời, đôi dây cáp song hành được dùng để truyền tín hiệu thoại từ tổng đài tới khách hàng. Tuy nhiên, khi sử dụng người ta thấy tín
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 24 SVTH: Trần Võ Hồng Quân hiệu trên đường dây chạy không tốt vì chúng gây xuyên nhiễu cho nhau hay còn gọi là nhiễu xuyên âm.
Hình 2.1: Mạch vòng thuê bao
Năm 1881 Alexander Graham Bell đã phát minh ra đôi dây xoắn đó là đôi dây dẫn gồm hai dây riêng biệt cách điện và được xoắn lại với nhau. Với kiểu xoắn như vậy thì năng lượng điện từ trường trên mỗi phần tử nhỏ của dây bị triệt tiêu (tức là hai pha đi trên mỗi hướng ngược nhau và bị triệt tiêu khi nhiễu qua nhau) cho nên đôi dây cáp xoắn này tránh được nhiễu xuyên âm giữa hai sợi dây rất tốt và cho tín hiệu tốt hơn rất nhiều so với tín hiệu truyền trên cáp song hành.
Mạch vòng được hiểu là đôi dây điện thoại xoắn nối từ tổng đài trung tâm CO (Centre Office) tới khách hàng. Thuật ngữ này xuất phát từ dòng điện chạy từ mạch vòng từ CO trên một dây và chạy ngược lại trên một dây khác. Cơ sở của mạch vòng chính là những đôi dây cáp xoắn thiết kế dùng để truyền các dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ như điện thoại phổ thông POTS. Các dịch vụ phi thoại trên DSL.
Mạch vòng thường truyền tải lưu lượng nhỏ hơn các đầu dây trung kế rất nhiều. Tuy nhiên, do nó là đường dây tiếp cận đến từng thuê bao nên số lượng mạch vòng tăng theo nhu cầu sử dụng của các thuê bao, do đó tỷ trọng mạch vòng này lớn hơn rất nhiều so với các đường dây trung kế.
Mạch vòng số DLC (Digital Loop Carrier) được giới thiệu năm 1972 ở Mỹ như một thiết bị ghép kênh điện tử đặt ở giao diện vùng phục vụ SAI để ghép 96
Centre Office Thiết Bị MDF /hTộủp cáp Phía khách hàng SAI Bó cáp DLC
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 25 SVTH: Trần Võ Hồng Quân đường dây vào một luồng T1 nối từ CO, DLC thay thế cho một lượng lớn cáp đồng bằng một bộ ghép ở vùng phục vụ.
2.2.2.2. Giá phối dây MDF (Main Distribution Frame)
Các tổng đài lớn có thể phục vụ trên 100.000 đường dây điện thoại, tất cả các đường dây này đều được nối tới giá phối dây MDF đặt ở tổng đài. Các cáp dùng cho mạng thuê bao, cáp trung kế liên đài. Ở tổng đài trung tâm, cáp từ hệ thống chuyển mạch và thiết bị truyền dẫn – MDF, một khung đấu chéo dây, nối các dây nhảy tới thiết bị CO tới cáp ngoài MDF. Giá MDF cho phép bất kỳ đường dây thuê bao nào tới bất kỳ cổng nào của thuê bao CO.
Cáp đi ra tổng đài thường được đặt trong ống cáp ở dưới đất chứa khoảng 10.000 đôi đây trong một sợi cáp gọi là cáp gốc. Sau đó, các cáp chính này sẽ được đưa đến các tủ cáp, hộp cáp rồi từ đó kéo đến từng thuê bao.
2.2.2.3. Bộ chia tần splitter
Khi sử dụng modem bằng thoại để truyền tốc độ Internet với độ rộng băng tần nằm trong dải 0.3 KHz đến 3.4 KHz thì không cần sử dụng bộ splitter vì băng tần mà Internet sử dụng lại chính là băng tần thoại. Khi tổng đài ISDN ra đời có tính năng là tích hợp cả hai loại hình dịch vụ thoại và dữ liệu đi chung một thiết bị sử dụng đầu cuối ISDL và để làm được điều này đều phải có một bộ splitter để ghép các luồng tín hiệu này thống nhất với đi trên một đường đến tổng đài. Bộ splitter ở công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng cũng không ngoại lệ, khối này được trang bị ở cả phía phát và phía thu, có chức năng tách/ghép luồng tín hiệu thoại ở băng tần 0.3 KHz đến 3.4 KHz và băng tần cao hơn thoại 25 KHz đến 1.1 MHz từ phía thuê bao tới tổng đài.
Xét về phía khách hàng truyền tới tổng đài, thì bộ splitter đóng vai trò hợp nhất hai luồng tín hiệu có hai dải tần khác nhau. Một dải tần thấp dành cho thoại, tốc độ yêu cầu thời gian thực và dải tần lớn hơn thoại là Internet và truyền hình cùng truyền đi trên một mạch vòng thuê bao đến tổng đài. Phía tổng đài làm theo hướng ngược lại, bộ splitter sẽ lọc hai dải tần mà luồng tín hiệu trên đường dây thuê bao đi tới băng tần thấp và được đi qua đó chính là luồng tín hiệu thoại và từ
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 26 SVTH: Trần Võ Hồng Quân đó sẽ được đi theo đường thoại để chuyển đến PSTN xử lý. Băng tần cao sẽ được đi qua rồi xử lý sau đó chuyển qua các nhà cung cấp dịch vụ.
Hình 2.2: Bộ chia tần Splitter 2.2.2.4. Modem ADSL
Chức năng chính của bộ modem ADSL đó là:
Modem ADSL đều có cả hai phía của mô hình mạng ADSL, nếu so sánh chung về mô hình mạng dùng modem quay số để truy cập Internet thông qua mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN và dùng công nghệ ADSL đặt ở cả hai phía khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ, xét cho cùng chỉ khác nhau ở phần modem và mạch vòng thuê bao.
Modem sử dụng để quay số chỉ có một chức năng chính đó là biến đổi tín hiệu số của mạng máy tính thành tín hiệu tương tự nằm trong băng tần thoại, truyền đến tổng đài điện thoại để kết nối mạng Internet với tốc độ thấp. Còn đối với công nghệ ADSL, modem này chỉ có chức năng tạo khung truyền các loại hình dịch vụ như Internet sau đó điều chế để gửi khung tín hiệu đó đi với tốc độ danh
Splitter Tín hiệu tần số thấp POTS Tín hiệu ADSL +POT Lọc thông cao Lọc thông Thấp Tín hiệu tần số Cao ADSL ADSL Upstream 4 54 100 130 1100 KHz ISDN POTS ADSL Downstream
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 27 SVTH: Trần Võ Hồng Quân định để truyền đi. Các phương pháp điều chế trong modem ADSL phức tạp hơn và đem lại hiệu quả truyền dẫn cho kênh truyền hơn. Phương pháp điều chế trong Modem ADSL được sử dụng là điều chế đa tần rời rạc DMT, điều chế biên độ cầu phương QAM và điều chế pha và biên độ không sóng mang CAP. Đối với phương pháp điều chế DMT tín hiệu được chia thành các băng tần nhỏ tương ứng với 256 kênh con, mỗi kênh con lại được điều chế bằng QAM. Điều chế QAM được hiểu là dùng tín hiệu số tác động lên pha và biên độ của sóng mang là cho hình dạng của sóng mang thay đổi theo hình dạng của tín hiệu. Với việc điều chế này thì tại một chu kì sóng hình sine cho phép truyền được các bit tín hiệu gọi là các kí tự. Càng nhiều mức điều chế thì số bít trong kí tự đó càng tăng lên khiến độ rộng kênh sẽ giảm, tuy nhiên nhiễu sẽ dễ dàng tác động bởi việc điều chế nhiều mức này.
Còn đối với điều chế theo kiểu modem quay số chủ yếu dùng phương pháp điều chế hai bit nhị phân đầu vào thành một trạng thái bốn mức đầu ra 2B1Q sau đó dùng mã đường truyền AMI để truyền tín hiệu trên đường dây. Với phương pháp điêu chế này cho tốc độ truyền thấp hơn nhiều so với các phương pháp điều chế của modem ADSL.
2.3 Mạng ADSL
Mạng ADSL đứng ở phương diện khối ghép kênh truy nhập đương dây thuê bao số DSLAM được chia thành ba phần cơ bản đó chính là phía khách hàng, điểm truy nhập mạng và nhà cung cấp dịch vụ mạng như Internet hay truyền hình theo yêu cầu và dịch vụ quảng cáo.
Tại phía khách hàng sử dụng modem ADSL và bộ lọc tần số Splitter, trong hình vẽ bộ lọc này được tích hợp trên cả modem ADSL, tuy nhiên trong một số trường hợp khác bộ này được đặt phía trước modem ADSL để tách tín hiệu của băng tần thấp và băng tần cao tới từ tổng đài. Các modem này luôn có ba cổng, một cổng kết nối với Splitter để thu tín hiệu cao tần, còn hai cổng còn lại được sử dụng cho dịch vụ Internet và nôi với ti vi để nhận tín hiệu truyền hình theo yêu cầu. Modem ADSL có chức năng xử lý các luồng tín hiệu máy tính và truyền hình ở dạng số sau đó đóng vào khung ADSL rồi điều
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 28 SVTH: Trần Võ Hồng Quân chế thành tín hiệu tương tự mang thông tin số ghép với tín hiệu thoại đưa lên mạch vòng thuê bao truyền đi.
Hình 2.3: Cấu trúc mạng ADSL
Tại phía nút truy nhập mạng, khối DSLAM có nhiệm vụ ghép kênh, tức là nó chuyển toàn bộ luồng thông tin ở trong các khung ADSL sáng khung IP hoặc tế bào ATM để chuyển qua mạng. Hiện nay, luồng tín hiệu trên thường được sử dụng là giao thức điều khiển truyền dẫn/giao thức Internet TCP/IP.
Ngoài chức năng ghép kênh DSLAM còn có thêm chức năng định tuyến cho khung IP và chuyển mạch cho tế bào ATM. Cho nên, có thể kết luận rằng DSLAM không phải khối ghép kênh thụ động mà chúng còn chức năng định tuyến/chuyển mạch.
Còn phía nhà cung cấp dịch vụ mạng như Internet và truyền hình dịch vụ họ sẵn sàng cung cấp các dịch vụ này với tốc độ cao khi khách hàng có nhu cầu. Mọi phương pháp xử lý ngược lại so với từ phía DSLAM chuyển đến. Ví dụ như khi phía nhà mạng nhận được yêu cầu từ khách hàng là muốn nghe điện thoại, truy