Chương 2 : Họ cụng nghệ xDSL
2.4 HDSL, HDSL2,SHDSL, HDSL4
2.4.1 HDSL
2.4.1.1 HDSL nguyờn bản
Khỏi niệm ban đầu về HDSL (đường dõy thuờ bao số tốc độ cao) xuất hiện vào năm 1986 ở phũng thớ nghiệm AT&T Bell và Bellcore. Cỏc thiết kế thiết bị thu phỏt HDSL thực chất là thiết kế ISDN cơ bản ở mức cao hơn. Hệ thống HDSL mẫu xuất hiện năm 1989. Thiết bị HDSL đầu tiờn được Bell Canada đưa vào hoạt động vào năm 1992 do cụng ty Tellabs Operation Inc sản xuất. Năm 1997 trờn thế giới đĩ cú khoảng 450000 đường dõy HDSL đang hoạt động trong đú cú khoảng 250000 đường dõy HDSL ở Bắc Mỹ. Mỗi năm cú hơn 150000 đường dõy HDSL được lắp đặt. Thỏng 10 năm 1998, ITU thụng qua khuyến nghị G.991.1 cho HDSL thế hệ thứ nhất, tiờu chuẩn này dựa trờn tiờu chuẩn ETSI TM-03036. ITU bắt đầu nghiờn cứu xõy dựng khuyến nghị HDSL thế hệ thứ 2 (HDSL2) gọi là G.991.2.
HDSL được ưa dựng hơn T1 truyền thống là bởi vỡ HDSL cung cấp cỏc đặc tớnh chuẩn đoỏn (bao gồm đo SNR) và HDSL gõy xuyờn õm ớt hơn cỏc hệ thống truyền dẫn khỏc do tớn hiệu truyền được hạn chế trong băng tần hẹp hơn T1 truyền thống.
2.4.1.2 Khả năng và ứng dụng HDSL
HDSL truyền tải hai hướng 1,544Mbit/s hoặc 2,048 Mbit/s trờn đường dõy điện thoại dài đến 3,7 km (12 kft) với dõy 0,5 mm (24 AWG) đụi dõy xoắn khụng cú bộ lặp trung gian và cú thể tăng chiều dài lờn gấp đụi với 1 bộ lặp trung gian. Hơn 95% đường dõy HDSL khụng cú bộ lặp. HDSL là phương thức truyền dẫn tin cậy cho tất cả cỏc vựng phục vụ với tỉ lệ lỗi bớt là 10-9 đến 10-10. Hệ thống HDSL DS1 (1,544 Mb/s) sử dụng hai đụi dõy, mỗi đụi dõy truyền 768 kbit/s tải hiệu dụng (784 kbit/s tịnh) trờn mỗi hướng. Do đú thuật ngữ song cụng được sử dụng để mụ tả hệ thống truyền dẫn HDSL. Hệ thống HDSL E1 (2048 kbit/s) cú thể lựa chọn sử dụng hai hoặc 3 đụi dõy, mỗi đụi dõy sử dụng hồn tồn song cụng. HDSL 2,048 Mbit/s 3 đụi dõy sử dụng bộ thu phỏt rất giống bộ thu phỏt hệ thống 1,544 Mbit/s. Mạch vũng HDSL 2,048 Mbit/s cú thể cú mạch rẽ nhưng khụng cú cuộn cõn bằng.
Mặc dự ban đầu HDSL được mụ tả là cụng nghệ cần lặp, nhưng cỏc bộ lặp HDSL vẫn thường được sử dụng trờn đường dõy HDSL khụng bộ lặp cú chiều dài từ 2,75 km đến 3,7 km (9 đến 12 kft). Đối với dõy 24 AWG, cú thể đạt được 7,3 km khi sử dụng một bộ lặp và 11 km (36 kft) khi dựng 2 bộ lặp. Độ dài thực sự cú thể thấp hơn ở những nơi
Facebook: Khoi.utc@gmail.com
khụng thể đặt được bộ lặp chớnh xỏc ở vị trớ trung gian. Ban đầu hệ thống HDSL hai bộ lặp được cấp nguồn bằng cỏch, bộ lặp thứ nhất được cấp qua đường dõy từ CO, bộ lặp thứ hai được cấp nguồn từ phớa thuờ bao. Việc cấp nguồn từ phớa thuờ bao cú hạn chế về quản lý và bảo dưỡng. Do nguồn tiờu thụ từ cỏc bộ thu phỏt ngày nay là nhỏ nờn người ta cú thể cấp nguồn cho cả hai bộ lặp từ nguồn của CO.
2.4.1.3 Truyền dẫn HDSL
Cú một vài giải phỏp được lựa chọn cho hệ thống HDSL nguyờn thuỷ: song cụng đơn, đơn cụng kộp và song cụng kộp.
Song cụng đơn chỉ cần sử dụng một đụi dõy và một cặp thiết bị thu phỏt ở mỗi đầu của đường dõy. Hai hướng truyền dẫn cú thể được tỏch biệt bằng ghộp kờnh theo tần số (FDM) hoặc bằng truyền dẫn hỗn hợp triệt tiếng vọng. Tuy nhiờn, truyền tồn bộ tải trờn hầu hết cỏc mạch vũng đều dựa trờn cụng nghệ đầu những năm 90. Hơn nữa dải thụng lớn cần phải quan tõm đến tương thớch phổ với cỏc hệ thống truyền dẫn khỏc. Hệ thống HDSL 1,544 Mbit/s đụi dõy đơn (đụi khi gọi gọi là SDSL) phỏt triển vào đầu những năm 90 cú độ dài mạch vũng ớt hơn 6 kft trờn đụi dõy 26 AWG; do cú khoảng ngắn này đĩ hạn chế rất lớn khả năng sử dụng của nú. Chỉ với kỹ thuật tiờn tiến xuất hiện vào cuối năm 90 thỡ truyền dẫn 1,544 Mbit/s đơn song cụng mới trở thành hiện thực. HDSL2, mụ tả ở phần 2.4.4, ỏp dụng truyền dẫn song cụng đơn.
Truyền dẫn đơn cụng kộp sử dụng hai đụi dõy, với một đụi dõy truyền tồn bộ tải theo một hướng và đụi dõy thứ hai truyền tồn bộ tải theo hướng ngược lại. Phương phỏp này rất đơn giản để tỏch tớn hiệu ở hai hướng khỏc nhau của truyền dẫn. Khai thỏc T1 truyền thống sử dụng truyền dẫn đơn cụng kộp. Truyền dẫn đơn cụng kộp cú nhược điểm truyền tớn hiệu cú băng tần lớn do đú cú suy hao lớn và xuyờn õm ở tần số cao. Do cú xuyờn õm cỏc tớn hiệu truyền trờn hai đụi dõy khụng hồn tồn tỏch biệt. Do đú cỏc thiết bị thu phỏt đơn cụng kộp cú thể đơn giản hơn nhưng hoạt động kộm hơn song cụng kộp.
Truyền dẫn song cụng kộp cải tiến độ dài mạch vũng và độ tương thớch phổ bằng cỏch gửi một nửa thụng tin trờn mỗi đụi dõy. HDSL giảm băng tần của tớn hiệu truyền bằng cỏch sử dụng truyền dẫn ECH để truyền hai hướng cựng một băng tần. Năng lượng tớn hiệu truyền của HDSL song cụng kộp giảm dần đối với tần số lớn hơn 196 kHz. Kết quả là tớn hiệu xuyờn õm và suy hao giảm. Một ưu điểm khỏc của truyền dẫn song cụng kộp là sử dụng một đụi dõy cú thể dễ dàng cung cấp hệ thống truyền dẫn nửa tốc độ.
2.4.2 HDSL thế hệ thứ hai (HDSL2)
Tiờu chuẩn cho cụng nghệ HDSL thế hệ thứ hai xuất hiện vào năm 1995 cú tốc độ bit và độ dài mạch vũng giống như HDSL thế hệ thứ nhất chỉ khỏc là sử dụng một đụi dõy thay vỡ hai đụi dõy. Giảm số lượng đụi dõy là rất quan trọng bởi vỡ rất nhiều LECs thiếu cỏc đụi dõy dư ở một số vựng. HDSL2 cú kỹ thuật mĩ hoỏ cao và điều chế phức tạp hơn.
Facebook: Khoi.utc@gmail.com
Lựa chọn kỹ càng tần số phỏt và thu cho HDSL2 để chống lại xuyờn õm. Cỏc phiờn bản mới của HDSL mượn nhiều ý tưởng từ ADSL. Phiờn bản tương thớch tốc độ dường như đĩ xuất hiện. Người ta đang xem xột đặt băng tần số cho HDSL lờn trờn băng tần thoại tương tự hoặc trờn ISDN cơ bản. Thuật ngữ SDSL (DSL đối xứng hay DSL đụi dõy đơn) cũng được sử dụng để mụ tả cỏc phiờn bản sau của HDSL.
2.4.3 SHDSL
SHDSL là cụng nghệ kết hợp của HDSL 2 và SDSL với tốc độ thay đổi từ 192kbps đến 2,134 Mbps, khoảng cỏch tương ứng với tốc độ tối đa là 2km. Trong thực tế, nú cú thể cấu hỡnh ở dạng 2 đụi dõy cung cấp tốc độ từ 384kbps đến 4,264Mbps.
2.4.4 HDSL4
Sử dụng 4 đụi dõy để truyền tốc độ như ở trong HDSL2 do vậy nú cú thể giảm băng tần sử dụng, kộo dài cự ly truyền dẫn, giảm số lượng trạm lặp, do vậy nú cú thể đạt được cự li là 11kf thay vỡ 9 kf như HDSL2, đồng thời nú cũng làm giảm tỏc động nhiễn đến cỏc hệ thống khỏc.
2.5 VDSL và VDSL2
2.5.1 VDSL
Là một cụng nghệ trong họ xDSL VDSL (Very high data rate DSL) cung cấp cỏc đường thuờ bao số với tốc độ rất cao. Cũng như cỏc dịch vụ khỏc trong họ xDSL như ADSL, HDSL, SDSL… kĩ thuật VDSL được sử dụng để cung cấp cỏc dịch vụ băng rộng như cỏc kờnh tivi, truy nhập dữ liệu với tốc độ rất cao hội nghị qua video, video động, truyền tổ hợp dữ liệu và tớn hiệu video trờn cựng một đường dõy… cho cỏc thuờ bao dõn cư và kinh doanh trong lỳc chưa lắp đặt được mạng cỏp quang đến tận nhà thuờ bao. Hỡnh 2.11 mụ tả cỏc khả năng cung cấp dịch vụ của kĩ thuật VDSL.
Kĩ thuật VDSL sử dụng phương thức truyền dẫn giống như ADSL nhưng kĩ thuật VDSL cú khả năng cung cấp số liệu với tốc độ rất cao gần gấp 10 lần tốc độ truyền dẫn của ADSL , Hỡnh 2.11. Tốc độ truyền dẫn của VDSL ở luồng xuống đạt tới 52 Mb/s trong chiều dài khoảng 300m, và luồng xuống đạt ở tốc độ thấp 1,5 Mb/s với chiều dài cỏp 3,6km. Tốc độ luồng lờn trong chế độ khụng đối xứng (là phương thức mà tốc độ truyền dẫn từ phớa tổng đài tới thuờ bao bằng tốc độ truyền dẫn từ thuờ bao tới tổng đài) là 1,6- 2,3 Mb/s. Tốc độ luồng trong chế độ đối xứng là 26 Mbps. Phương thức truyền dẫn khụng đối xứng rất phự hợp để cung cấp dịch vụ tốc độ cao từ phớa tổng đài tới thuờ bao nờn rất hay được sử dụng trong kĩ thuật VDSL.
Trong VDSL cả hai kờnh số liệu đều hoạt động ở tần số cao hơn tần số sử dụng cho thoại và ISDL nờn cho phộp cung cấp cỏc dịch vụ VDSL bờn cạnh cỏc dịch vụ đang tồn tại.
Facebook: Khoi.utc@gmail.com
Khi cần tăng tốc độ luồng xuống hoặc chế độ đối xứng thỡ hệ thống VDSL sử dụng kĩ thuật triệt tiếng vọng.
Cụng nghệ VDSL được ứng dụng trong truy cập dịch vụ băng rộng như dịch vụ Internet tốc độ cao, cỏc chương trỡnh Video theo yờu cầu.
Ngồi việc cú khả năng cung cấp tốc độ cao hơn nhiều so với tốc độ truyền dẫn của kĩ thuật ADSL kĩ thuật VDSL cũn yờu cầu khoảng động nhỏ hơn kĩ thuật ADSL nờn kĩ thuật truyền dẫn của VDSL khụng phức tạp bằng kĩ thuật truyền dẫn ADSL. Mặc dự cú nhiều ưu điểm như vậy nhưng kĩ thuật này vẫn chưa được sử dụng rộng rĩi đú là vỡ chưa lựa chọn được cơ chế điều chế, băng tần, phương phỏp ghộp kờnh thớch hợp. Hơn nữa, một số chipset của modem sử dụng kĩ thuật VDSL vẫn cũn đắt nờn kĩ thuật này chưa được sử dụng nhiều trong thực tế. Tuy nhiờn đõy là một kĩ thuật hứa hẹn trong một vài năm tiếp theo.
Hỡnh 2.11: Khả năng cung cấp dịch vụ của kĩ thuật VDSL
Trong ý nghĩa là bước đệm để tiến tới mạng truy nhập quang (APON, BPON, GPON), VDSL được sử dụng trong cỏc mạch vũng nội hạt để truyền tớn hiệu từ khối mạng quang ONU tới cỏc thuờ bao. Bảng 2.2 mụ tả tốc độ và khoảng cỏch từ ONU tới thuờ bao.
Bảng 2.2: Tốc độ khoảng cỏch cỏc loại VDSL
Tốc độ thu (Mbit/s) Tốc độ phỏt (Mbit/s) Khoảng cỏch (met)
52 6,4 1000- 300 26 3,2 2500- 800 26 26 1000- 300 13 13 1800- 600 13 26 3750- 1200 STM Chuyển mạch gúi ATM ATM STM Chuyển mạch gúi Tồn bộ ATM Dịch vụ ONU VDSL H U B TE Cỏp quang Mạng vũng Cỏp đồng VDSL
Facebook: Khoi.utc@gmail.com
2.5.2 VDSL2
Là cụng nghệ mới nhất trong họ xDSL nú cú thể cung cấp tốc độ lờn tới 250Mbps, nú được thiết kế để cung cấp kết nối cho cỏc dịnh vụ voice, video, data, HDTV và game tương tỏc.
VDSL2 được miờu tả trong chuẩn G993.2, nú là sự mở rộng của chuẩn G993.1 dành cho VDSL, nú cung cấp cỏc tốc độ bớt bất đối xứng, đối xứng (song cụng) lờn tới 250Mbps với băng tần sử dụng lờn tới 30MHz.
VDSL2 sẽ giảm tốc độ rất nhanh từ 250Mbps tại nguồn đến 100Mbps tại khoảng cỏch 500m, 50Mbps tại khoảng cỏch cỡ 1km, sau đú với cự ly từ 1,6km thỡ tốc độ của nú như là ADSL2+.
VDSL2 deteriorates quickly from a theoretical maximum of 250 Mbit/s at 'source' to 100 Mbit/s at 0.5 km (1640 ft) and 50 Mbit/s at 1 km (3280 ft), but degrades at a much slower rate from there, and still outperforms VDSL. Starting from 1.6 km (1 mile) its performance is equal to ADSL2+.
VDSL2 cũng cho phộp hỗ trợ tốc độ luồng xuống từ 1 đến 4Mbps trong khoảng cỏch từ 4 đến 5km, do vậy nú khụng giống như VDSL nú cú thể được sử dụng cho cả những cự li trung bỡnh.
Facebook: Khoi.utc@gmail.com