Luận văn Mô phỏng điều chế DMT trong ứng dụng ADSL - Võ Thị Bích Ngọc

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ XDSL VÀ ADSL XDSL là thuật ngữ chung cho tất cả các công nghệ kỹ thuật truy xuất tốc độ cao có tên là đường truyền thuê bao số DSL-“digital subscriber lines”.Trong đó phân làm 2 kỹ thuật chính là ADSL và SDSL;bên cạnh đó còn có các kỹ thuật khác như HDSL,VDSL,HDSL2,RADSL-Rate Adaptive Digital Subscriber line-... Các kỹ thuật mang tên DSL xử dụng các phương pháp điều chế phức tạp-“sophisticated modulation schemes”- để đưa dữ liệu truyền trên các đường dẫn bằng đồng-“copper wires”- :truyền đồng thời POTS-“Plain Old Telephone Services”- và dữ liệu số trên đường dây có sẵn với tốc độ mới so với ISDN hay modem quay số.Kỹ thuật này đôi khi còn được xem là kỹ thuật “chặng cuối”-“last mile technologies”-vì chúng chỉ được sử dụng cho các kết nối từ một trạm chuyển mạch điện thoại hoặc tổng đài nội hạt-“telephone switching station”-đến một hộ gia đình hoặc đến một trạm chuyển mạch khác.XDSL cũng gần tương tự như ISDN-Integrated Services Digital Network-vì cả hai điều hoạt động trên các đường dây điện thoại bằng đồng,POTS-Plain Old Telephone Service-và cả hai đòi hỏi một khoảng cách ngắn đến trạm phân phối(thường nhỏ hơn 2,000 feet).Nhưng XDSL có tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh hơn,32Mbps đối với việc tải lên và từ 32Kbps đến hơn 1Mbps cho việc tải xuống. XDSL có thể phân biệt thành 2 nhóm là XDSL đối xứng và XDSL không đối xứng.XDSL đối xứng là các kỹ thuật truyền mà tốc độ tải lên giống với tốc độ tải xuống như SDSL,HDSL.Ngược lại XDSL không đối xứng là các kỹ thuật truyền tải mà tốc độ tải lên khác với tốc độ tải xuống như ADSL,VDSL. Các ưu điểm và khuyết điểm của kỹ thuật DSL: Ưu điểm: -Vừa có thể gọi điện thoại vừa kết nối internet trên cùng một đường truyền. -Kết nối Internet với tốc độ cao hơn (khoảng 1.5Mb) so với các modem thông thường(56Kb). -Kỹ thuật XDSL không đòi hỏi phải thiết kế một đường truyền riêng biệt,có thể sử dụng đường dây diện thoại thông thường.Do đó kỹ thuật này về mặt kinh tế có tính khả thi rất cao. Nhược điểm: -Vì XDSL là một kỹ thuật nhạy với khoảng cách nên một kết nối DSL sẽ làm việc tốt hơn,ổn định hơn với tốc độ cao hơn nếu ở gần bưu điện(nhà cung cấp dịch vụ) so với một kết nối XDSL khác mà ở xa bưu điện. -XDSL còn là kỹ thuật bị giới hạn về khoảng cách so với nhà cung cấp,nên không phải nơi nào cũng có thể thiết lập một kết nối DSL.Đây là nhược điểm lớn của kỹ thuật này.Nhược điểm này cũng không khó khắc phục:triển khai thêm các trạm chuyển tiếp DLC-Digital Loop Carrier-. Kỹ thuật Băng tầng Tốc độ tải lên/xuống ISDN 2B1Q 10Hz-50kHz 144kbps ADSL over POTS 25.875kHz-1.104Mhz 640kbps/8Mbps ADSL over ISDN 138kHz-1.104Mhz 640kbps/8Mbps HDSL 2B1Q(3 cặp) 0.1kHz-196kHz 2Mbps HDSL 2B1Q(2 cặp) 0.1kHz-292kHz 2Mbps HDSL CAP (1cặp) 0.1kHz-485kHz 2Mbps SDSL 10kHz-500kHz 192kbps đến 2.3Mbps VDSL 300kHz-10/20/30Mhz từ 24/24 đến 36/36 so với chế độ SDSL Thông số tham khảo của một số kỹ thuật (Hình 1.1) Nhiều dạng kỹ thuật của công nghệ XDSL như ADSL,HDSL,SDSL để đáp ứng từng lĩnh vực,các nhóm nhu cầu của người sử dụng.Các kỹ thuật này có các điểm dùng để phân biệt lẫn nhau: .Về tốc độ truyền tải:số lượng dữ liệu được truyền hoặc nhận trong một khoảng thời gian nhất định. .Mã hoá trên đường dây-“line code”-: cách để mã hoá thông tin,dữ liệu và truyền đi trên đường dây. .Số lượng đường dây truyền tải:một cặp dây xoắn hay hai cặp dây. .Khoảng cách tối đa: chiều dài từ tổng đài,trạm đến nơi thuê bao lớn nhất mà còn khả năng phục hồi lại dữ liệu,đo bằng met hoặc feet. Việc triển khai XDSL có những khó khăn,phụ thuộc vào chất lượng và cấu trúc thiết kế của mạng.Có hai phương pháp để đánh giá chất lượng đường dây là “single-ended” và “double-ended”.Phương pháp single-ended đòi hỏi thiết bị kiểm tra đặt tại bưu điện-CO- hoặc từ trạm chuyển tiếp-DLC,Digital Loop Carrier-.Double ended thì đòi hỏi thiết bị kiểm tra đặt cả hai nơi là bưu điện và nơi thuê bao.Bất cứ đường truyền nào cũng có nhiễu trên tín hiệu,được xem là yếu tố tiêu cực đối với chất lượng của dịch vụ.Nhiễu là những tín hiệu không mong muốn xuất hiện trên tín hiệu cần truyền,làm giảm khả năng dò ra mức tín hiệu nhỏ nhất của tín hiệu tương tự tại thiết bị giải điều chế,gây ra tỷ lệ lỗi các bit được giải mã cao hơn so khi không có nhiễu.Để đánh giá chất lượng đường dây thường dựa vào các yếu tố : -Cảm kháng đường dây-loadcoil-:Cảm kháng đường dây được thêm vào các đường dây của thuê bao dài hơn 18,000feet(khoảng 5,4 đến 6Km) để cải thiện chất lượng tín hiệu thoại bằng cách làm phẳng lại khoảng tần số dùng cho kênh thoại.Nhưng cảm kháng đường dây lại ảnh hưởng lên các dịch vụ XDSL,nó làm hẹp băng thông,điều này sẽ làm giảm dung lượng của kênh.Việc loại bỏ dung kháng của đường dây là không khả thi vì sẽ dẫn đến một chi phí rất cao mà không đem lại hiệu quả rõ rệt. -Độ dài của đường dây:Đánh giá chính xác chiều dài của đường dây là bắt buộc,vì điều này quyết định khả năng hỗ trợ đối với dịch vụ XDSL.Tốc độ truyền tải của dịch vụ tỷ lệ nghịch với chiều dài đường dây.Bên cạnh đó kích cỡ của đường dây cũng rất quan trọng:ví dụ như khoảng cách hiệu quả của loại dây 26AWG chỉ bằng 2/3 khoảng cách của loại dây 24AWG.Để xác định chiều dài đường dây,phương pháp đo dung kháng giữa 2 dây tip và ring-tip to ring capacitance measurements- của đường dây được sử dụng:khoảng 0.083µF/mile. -Nhiễu xuyên kênh,định tính lỗi kim loại và cân bằng chiều dài-crosstalk, metallic fault, and longitudinal balance-:Nhiễu xuyên kênh xuất hiện khi các bó dây truyền dẫn ở cạnh nhau,lớp vỏ bọc không đủ dầy và do dung kháng của đường dây.Đây được xem là suy hao chính trong hệ thống XDSL ngày nay.Được chia làm 2 loại là nhiễu xuyên kênh gần-NEXT,Near End Cross Talk- và nhiễu xuyên kênh xa-FEXT,Far End Cross Talk-.Nhiễu xuyên kênh gần xuất hiện khi tín hiệu đang truyền đi ở kênh này ảnh hưởng lên tín hiệu đang được nhận tại cuối cáp của kênh khác,đây là nhiễu chủ yếu có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của kỹ thuật XDSL,đặc biệt là đối với dòng tải xuống của ADSL(ở kỹ thuật VDSL nhiễu FEXT là đáng kể).Nhiễu xuyên kênh xa xuất hiện khi tín hiệu phát ở đầu cuối bên kia-“far-end signal”-ảnh hưởng lên tín hiệu đang được nhận ở gần cuối cáp-“near end”-.Nhiễu xuyên kênh xa ít ảnh hưởng hơn vì tín hiệu gây nhiễu sẽ bị suy hao dần khi truyền trong đường dây.Nhiễu xuyên kênh gồm có nhiễu tại tần số 200kHz(tác động lên các dịch vụ 2B1Q DSL như ISDN,MDSL,SDSL,HDSL) và nhiễu ở các tần số đến 1.1MHz(tác động mạnh nhất lên tốc độ của dịch vụ ADSL) .Mức độ nhiễu xuyên kênh tỷ lệ thuận với tần số trên băng thông. Giải thích về nhiễu xuyên kênh (Hình 1.2) Thông thường tại nơi xuất hiện nhiễu xuyên kênh gần thì ảnh hưởng của nhiễu xuyên xa không đáng kể đối với các đường dây dài trên 500m.Như đã biết nhiễu xuyên kênh gần NEXT ảnh hưởng nhiều hơn so với nhiễu xuyên kênh xa,nhưng nhiễu xuyên kênh gần có thể khắc phục được bằng cách sử dụng phương pháp truyền song công-“duplex scheme”-mà không truyền hoặc nhận tại cùng một thời điểm trên cùng một tần số.Tuy nhiên phương pháp này sẽ gặp phải những vấn đề khác,đòi hỏi phải sử dụng mạch khử dội-“echo cancellation”-.Nhiễu xuyên kênh gần không phụ thuộc vào chiều dài đường dây,nhưng lại phụ thuộc vào tần số:nhiễu xuyên kênh gần tăng khoảng 15dB đối với mỗi 10Kherzt. Hàm truyền công suất-“power transfer function”-của nhiễu xuyên kênh gần được mô tả như sau: với là hàm truyền công suất nhiễu xuyên kênh gần là hằng số phụ thuộc vào loại cáp,dây dẫn sử dụng;đối với cặp cáp xoắn-“twisted pair cable”- nếu nhiễu xuyên kênh 57dB tại tần số 80Khz thì =2,7925*10/Khz.Hệ số này đối với n nguồn nhiễu xuyên kênh “cross talkers”là: với K là hệ số nhiễu xyên kênh gần đối với n nguồn nhiễu xuyên kênh K là hệ số nhiễu xuyên kênh gần đối với một nguồn Từ hàm truyền công suất của nhiễu xuyên kênh gần,ta có công thức của mật độ phổ công công suất-PSD,Power Spetral Density”- đối với nhiễu xuyên kênh gần là: với PSD:là mật độ phổ công suất của nhiễu xuyên kênh gần PSD:là mật độ phổ công suất của tín hiệu gây nhiễu-“disturbing signal”- Vậy mật độ phổ công suất nhiễu xuyên kênh gần tổng là: với PSD là mật độ phổ công suất của nguồn nhiễu thứ i Nhiễu xuyên kênh xa FEXT,nhìn cung thì không đáng kể nhưng trong vài trường hợp thì nó trở nên quan trọng:khi chiều dài đường dây ngắn hơn 500m; khi nhiễu xuyên kênh gần được loại bỏ hoàn toàn bằng phương pháp truyền song công thích hợp và khi truyền trong hệ thống bất đồng bộ.Các đặc tính của nhiễu xuyên kênh xa khá tương tự như nhiễu xuyên kênh gần.Sự khác biệt chính là nhiễu xuyên kênh xa thay đổi theo tín hiệu truyền và phụ thuộc vào chiều dài đường dây:nhiễu xuyên kênh xa tăng 10dB đối với mỗi 10Km chiều dài dây và tăng 20dB đối với mỗi 10Khz. với K: là hằng số trên 1/(km*khz),đối với 1 mguồn gây nhiễu K=2,6248*101/(km*khz) l: chiều dài đường dây :hàm ghép công suất -“power coupling function”-của nhiễu xuyên kênh xa Và hàm một độ phổ công suất là: với PSD:là mật độ phổ công suất của nhiễu xuyên kênh xa PSD:là mật độ phổ công suất của tín hiệu gây nhiễu :là hàm truyền công suất của kênh-“power transfer function of channel(wire pair)”- Tuy nhiên kết quả của công thức trên thường cho kết quả cao hơn so với giá trị nhiễu tìm được từ thực tế,do dựa trên giả thuyết trường hợp tệ nhất là toàn bộ chiều dài dây sẽ gây ra nhiễu xuyên kênh xa.Một công thức khác dùng để xác định mật độ phổ công suất của nhiễu xuyên kênh xa dựa trên các “chiều dài ghép khác”-“different coupling length”. với J:là số lượng nhóm gây nhiễu(cùng độ dài ghép-“coupling length”- và cùng PSD n:số lượng nguồn gây nhiễu-“disturber”-trong nhóm j d: chiều dài ghép của nhóm j,đơn vị là km Công thức này đặc biệt thích hợp cho việc ước tính mật độ phổ công suất cho các đường dây đã biết cấu hình. Bên cạnh đó việc đánh giá lỗi kim loại cũng rất quan trọng.Chất lượng chung của mạng-“outside plant”-sẽ được quyết định bởi các tham số chuẩn tip to ring(T-R),tip to ground(T-G),ring to ground(R-G),điện áp một chiều,điện áp xoay chiều,điện trở,điện dung.Còn việc xác định độ cân bằng chiều dài dùng để đảm bảo mức độ phân phối hiệu quả của dịch vụ ADSL . -Nhiễu do các nhánh rẽ-“brigde tap”-:brigde tap là các nhánh rẽ nối vào đường truyền chính giữa thuê bao và tổng đài.D9ối với loại nhiễu này thì không xác định được giới hạn,xuất hiện khi nối một cáp với đường dây truyền tải hay các mở rộng ở phía thuê bao.Khả năng xuất hiện nhiễu do các nhánh rẽ trên đường dây thì không quan trọng bằng chiều dài của các mở rộng được kết nối vào.Vì chiều dài của các mở rộng sẽ quyết định đến những suy hao trên đường dây sử dụng kỹ thuật XDSL.Khoảng cách 1.300feet được xem là không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng của kỹ thuật XDSL.chiều dài này còn phụ thuộc vào từng kỹ thuật cụ thể,các kỹ thuật như HDSL,VDSL,ISDN có thể chịu được chiều dài tối đa là 6.000feet.Đối với kỹ thuật ADSL,chiều dài này là không giới hạn;nhưng sẽ ảnh hưởng đến băng thông và tốc độ của kỹ thuật này. Nguyên nhân gây nhiễu bridge tap (Hình 1.3) Bên cạnh các nhiễu trên còn có nhiễu do sóng cao tần RFU-Radio Frequency Interference-,nhiễu do cảm ứng-“inductive noise”-,nhiễu do xung-“impilse noise”-. A\\Các thiết bị cần thiết để lập một kết nối XDSL: ØThiết bị thu phát-“transceiver”-: hầu hết mọi người đều gọi thiết bị thu phát DSL này là “modem DSL”,thuật ngữ chuyên môn của thiết bị này là thiết bị truyền phát đường truyền thuê bao số bất đối xứng tại nơi thuê bao - ATU R , “ADSL Transmission Unit at the customer premises”-đây là nơi mà dữ liệu từ máy tính của người dùng kết nối với đường truyền thuê bao số.Thiết bị này có thể kết nối với các thiết bị khác của người dùng bằng nhiều cách như kết nối qua USB hay “10 base T-Ethernet”.Các thiết bị này thường là các thiết bị đơn giản đối với người dùng,nhưng trong các kết nối dành cho kinh doanh,thương mại thiết bị này thường kết hợp với các bộ định tuyến mạng-“network router”,các bộ chuyển mạch mạng-“network switch”-,hoặc các thiết bị khác của mạng.Thiết bị này tại nơi cung cấp các thuê bao DSL được gọi là ATU C-“ADSL Transmission Unit at the network end”-. ØDSLAM-“Digital Subscriber Line Access Multiplexer”-:Đây là một thiết bị đặt tại nhà cung cấp truy cập DSL.Thiết bị này kết nối với nhiều thuê bao khác rồi tập trung các kết nối đó vào một kết nối duy nhất đến mạng Internet,kết nối này có dung lượng khá lớn.Nhìn chung DSLAM là thiết bị khá linh hoạt và có thể hỗ trợ nhiều dạng DSL trong một bưu điện, các giao thức,các phương pháp điều chế khác nhau trong cùng một đường truyền thuê bao số như CAP,DMTThiết bị này còn có các chức năng khác là cấp phát các tuyến-“routing”- hay các địa chỉ IP động-“dynamic IP address”-cho các thuê bao truy cập đến.DSLAM tạo một khác biệt lớn giữa các thuê bao dùng ADSL và thuê bao dùng modem cáp -“cable modem”-.Đối với các thuê bao sử dụng modem cáp tốc độ kết nối của một thuê bao phụ thuộc vào số lượng thuê bao truy cập tại thời điểm đó:tốc độ của các thuê bao đang truy cập sẽ giảm khi có một thuê bao mới tham gia truy cập.Đối với các thuê bao sử dụng ADSL,DSLAM cung cấp một kết nối nhất định toàn cho bộ các thuê bao truy cập đến mà không dựa trên số lượng thuê bao đang truy cập: các thuê bao đang truy cập sẽ không bị ảnh hưởng khi một thuê bao mới tham gia truy cập.Điều này chỉ đúng cho đến khi số lượng thuê bao truy cập đến DSLAM bắt đầu vượt quá dung lượng tối đa của kết nối đơn từ DSLAM đến mạng Internet. B\\Đường truyền thuê bao bất đối xứng-ADSL: Thuật ngữ ADSL viết tắt của từ Asymmetric Digital Subscriber Line,là một dạng của kỹ thuật XDSL.Đây là kỹ thuật cho phép truyền nhiều dữ liệu hơn trên đường dây điện thoại sẵn có vì ban đầu được phát triển dành cho các công ty điện thoại muốn cung cấp ứng dụng truyền hình theo yêu cầu-“video on demand application”- .Trong thực tế ADSL hỗ trợ tốc độ tải xuống lên đến 1.5Mbps cho đến 8(hoặc 9Mbps) và tốc độ tải lên từ 16Kbps đến 640Kbps;nhanh hơn nhiều lần so với cách truy cập bằng modem tương tự 56k hay các ứng dụng cùng loại của ISDN 128k.ADSL là một kỹ thuật truyền không đối xứng có thể hỗ trợ từ 1 đến 254 địa chỉ IP.Kỹ thuật này phát triển nhanh chóng nhờ có nhiều ưu điểm và đáp ứng nhu cầu của hầu hết người truy cập Internet trên toàn thế giới: nhu cầu nhận,tải thông tin xuống-truy cập Internet,truyền hình theo yêu cầu,mua hàng tại nhà,truy cập mạng cục bộ- nhiều hơn nhu cầu đưa thông tin lên mạng.Tiêu chuẩn của kỹ thuật ADSL đối với ANSI là T1.413 và đối với ITU là G.992.1 . Quá trình hình thành và phát triển ADSL: Năm Kỹ thuật Chú thích 1992 ADSL CAP 1995 ADSL(T1.413) DMT,8/1Mbps 1998 ADSL(T1.413 issue2) ATM 1999 ADSL Heavy&Lite (G.992.1& .2) Lite vận hành-“driven”- trên UAWG-Universal ADSL Working Group- 2003 ADSL2(G.992.3) và ADSL2+(G.992.5) 24/1Mbps 200x ADSL++??? - Các chuẩn XDLS theo thời gian ADSL là kỹ thuật truy cập băng thông rộng với tốc độ cao phù hợp với mạng Internet và Intranet,kỹ thuật này truyền tải đồng thời giọng nói(của điện thoại) và dữ liệu trên 1 cặp đường dây mà không bị gián đoạn.ADSL sử dụng phương pháp ghép kênh chia theo tần số-FDD, “Frequency Division Duplexing” để truyền tín hiệu.Có 2 phương pháp điều chế chủ yếu trong kỹ thuật ADSL là DMT-Discrete Multitone-và CAP-Carrierless Amplitude Phase-.Trong đó phương pháp DMT đượcxem là phương pháp điều chế tiêu chuẩn và được các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế công nhận.Ngược lại CAP là phương pháp điều chế ít phổ biến,chỉ dùng trong một vài hệ thống ADSL.Trong DMT,các tín hiệu giọng nói,fax sử dụng tần số từ 4kHz trở xuống,dữ liệu cần truyền tải sẽ sử dụng tần từ 25,875kHz đến 1.104MHz,khoảng tần số này tiếp tục được chia làm 2 phần:một phần dành cho dữ liệu tải lên từ 25,875kHz đến 138kHz và một phần dành cho dữ liệu tải xuống từ 160 kHz đến 1104kHz.Trong đó kênh phụ thứ 33 đến kênh phụ thứ 256 dành cho dòng tải xuống và kênh phụ thứ 7 đến kênh phụ thứ 32 dành cho dòng tải lên;kênh phụ đầu tiên dành cho tín hiệu thoại,kênh phụ thứ 2 đến kênh phụ thứ 5 dùng làm khoảng an toàn-“band guard”-.Mỗi kênh phụ rộng 4.125kHz và mang từ 2 đến 15bit(Rate adaptive DSL). bit (Hình 1.4). Băng thông của kỹ thuật ADSL. Để lập một kết nối ADSL,ngoài các thiết bị trên còn cần một thiết bị dùng để lọc,tách tín hiệu-“micro filter”-hay còn gọi là POTS splitter.Thiết bị này cần có để tách tín hiệu ADSL gây nhiễu tín hiệu giọng nói trên điện thoại và triệt hoàn toàn tín hiệu ADSL phản xạ lại.Thiết bị này thực chất gồm một bộ lọc tần số cao-LPF,“Low Pass Filter”-và một bộ lọc tần số thấp -HPF,”High Pass Filter”-.Thiết bị này kết nối điện thoại với đường truyền ADSL và kết nối chính nó với các thiết bị số qua modem ADSL.Thông thường các modemADSL có tích hợp cả bộ lọc tách này. Nguyên lý của modem ADSL (Hình 1.5) ADSL là kỹ thuật nhạy với khoảng cách,tốc độ phụ thuộc vào khoảng cách kết nối với nhà cung cấp và kích cỡ của đường dây.Đáng lưu ý nhất là khi khoảng cách kết nối càng xa thì chất lượng của tín hiệu sẽ giảm dẫn đến tốc độ kết nối sẽ giảm theo. Tốc độ của kỹ thuật ADSL theo khoảng cách và tiết diện dây Tốc độ (Mbps) Tiết diện dây (AWG) Khoảng cách (feet) Đường kính (mm) Khoảng cách (Km) 1.5-2 24 18,000 0.5 5.5 1.5-2 26 15,000 0.4 4.6 6.1 24 12,000 0.5 3.7 6.1 26 9,000 0.4 2.7 AWG:American Wire Gauge ØCác ưu và nhược điểm của ADSL: .Ưu điểm: -Kết nối với tốc độ cao,đưa ra khái niệm “always-on”-:kết nối 24/24 với Internet -Tận dụng được cơ sở hạ tầng có sẵn,dùng song song,đồng thời với PSTN:vừa kết nối Internet vừa có thể điện thoại.Không đòi hỏi chi phí cao để đầu tư,các thiết bị hỗ trợ hiện đại và có tính cạnh tranh,vận hành ổn định.Đây là ưu điểm chính làm cho giá thành của ADSL thấp hơn và hấp dẫn hơn. -Giá cước hàng tháng cố định -Có tính bảo mật,có nhiều dịch vụ. -Không bị ảnh hưởng bởi đường dây nhà lân cận. -Thích hợp cho các truy cập mạng tại nhà và các doanh nghiệp thương mại nhỏ. .Nhược điểm: -Thiếu tính phổ biến,không phải nơi nào cũng có thể dùng được ADSL. -Tốc độ kết nối không ổn định,tuỳ thuộc vào thời điểm trong ngày.Hạn chế chính là tốc độ còn phụ thuộc vào khoảng cách kết nối,chiều dài tối đa cho phép khoảng 5.5 đến 6 km.Đặc biệt là tốc độ tải lên khá thấp. -Các vấn đề cài đặt,phát sinh khi sử dụng không đơn giản để khắc phục -Hỗ trợ TV/video kém. -Không thích hợp với việc thương mại kinh doanh qui mô lớn. Cho đến hiện nay tiêu chuẩn cơ bản của ADSL dùng chuẩn G.992.1.Tiêu chuẩn này được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới.Kỹ thuật này được cải tiến liên tục:hiện nay còn tích hợp thêm FEC-Forward Error Correct- chủ yếu là Reed Solomon,thậm chí cả phương pháp mã mắt cáo nhằm cải thiện tốc độ và độ tin cậy.ADSL có nhiều biến thể: .\> ADSL2 (G.992.3) có nhiều cải tiến đáng kể trong việc cải thiện tốc độ truyền tải.Tốc độ tải xuống từ 8Mbps đến 16Mbps,tốc độ tải lên từ 800Kbps đến 1,5Mbps.Các yếu tố còn lại cũng giống như của kỹ thuật ADSL:khoảng cách tối đa so với nhà cung cấp vẫn khoảng 5,5km;phổ tần số tối đa cũng giới hạn tại tần số 1.1MHz.ADSL2 có những cải tiến như: _Khả năng chuẩn đoán đường dây-“line diagnostics”-:được tích hợp-“build-in”- trong bộ truyền và nhận của ADSL2 cho phép khắc phục được các lỗi trên đường dây đến thuê bao hiệu quả hơn: xác định các yếu tố có thể đo được như mức độ nhiễu,suy hao trên đường dây,các tỉ lệ nhiễu-“noise ratios”- ở cả 2 nơi truyền và phát.Các thông tin chuẩn đoán này là công cụ rất hữu ích dùng để quyết định đường dây truyền tải của một thuê bao tốt hay không,đường dây đó có khả năng sử dụng được loại hình nào của dịch vụ như:truy cập Internet băng thông cao,dịch vụ truyền hình _Cải tiến phương pháp điều chế: cho phép đường dây chịu được một một tốc độ truyền cao hơn.Việc giảm băng thông –“bandwidth drop off”-của ADSL2 không giảm đột như của ADSL trước đó.Việc này đạt được nhờ vào cải thiện phương pháp điều chế theo các hướng như có độ lợi cao hơn-“gain rate”-,giảm các mào đầu(các thông tin quản lý nghiệp vụ) trên đường dây-“reduce overhead”-,thuật toán xử lý tín hiệu tốt hơn,tăng hiệu quả của việc điều chế trong thực tế. _Khả năng quản lý nguồn-“power management”-:Trong suốt thời gian không hoạt động -“inactivity”-và trong trạng thái chờ-“low traffic levels”- thì đường dây của ADSL2 chuyển sang chế độ tiết kiệm điện nhất định-“power saving mode”-.Thay vì phải luôn ở trạng thái điện đầy đủ,các thiết bị của ADSL2 sẽ tự giảm nguồn cung cấp điện đồng nghĩa với việc giảm tốc độ truyền tải dữ liệu.Đặc điểm này làm tăng chất lượng của các đường dây phụ cận vì xác suất của nhiễu xuyên kênh và các phản xạ gần-“near end echo”- đã giảm. _Cải tiến khả năng thích ứng tốc độ-“improved rate adaption”-: Tại những nơi tập trung các đường dây ADSL thường là những bó dây đồng,và sẽ không tránh khỏi những nhiễu điện từ giữa các sợi dây trong một bó dây,hiện tượng này gọi là nhiễu xuyên kênh.Các yếu tố gây nhiễu khác như chất lượng dây đồng,nước hoặc các bộ phát cao tần khác,rẽ nhánhsẽ làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng của đường dây.Cho thấy chất lượng đường dây không ổn định.Việc cải tiến tốc độ thích ứng của ADSL2 cho phép tốc độ truyền dữ liệu sẽ thay đổi nhanh phù hợp với việc thay đổi của chất lượng của đường dây,điều này tránh được những hoang phí băng thông của dịch vụ khi băng thông được mở rộng-“this will avoid the loss of service at the expense of bandwidth”- .\> ADSL2+(G.992.5) : dựa trên ADSL2,bằng việc sử dụng phổ tần số lớn hơn (tức là tăng số kênh phụ lên từ 256 của ADSL lên 512 kênh phụ) ,cho phép ADSL2+ đem lại một tốc độ truyền lớn hơn mà vẫn giữ được những tính chất và đặc điểm của biến thể ADSL2 trước đó.Tuy nhiên ADSL2+ cũng có những khác biệt nhỏ so với ADSL2 như:khoảng cách kết nối tối đa so với nhà cung cấp giảm,khác biệt lớn nhất vẫn là tốc độ, tốc độ tải xuống lên đến 26Mbps và tốc độ tải lên từ 1Mbps đến 1,5Mbps.Điểm đáng quan tâm của ADSL2+ chính là băng thông rộng gấp đôi-“bandwidth doupling”-mà kỹ thuật này sử dụng, 2.2MHz.Điều này gây ra một hạn chế là khoảng cách kết nối hiệu quả sẽ giảm xuống, chỉ còn khoảng 3000m.Việc sử dụng tần số trên 1.1Mhz của ADSL2+ đã lấn sang phổ tần số đã được định nghĩa cho VDSL,1.1Mhz đến 12Mhz.Do đó không nên sử dụng ADSL2+ và VDSL trên cùng một đường dây. Băng thông của ADSL2+ (Hình 1.6) C\\Đường truyền thuê bao đối xứng-SDSL: Thuật ngữ SDSL viết tắt của từ Symmetric Digital Subscriber Line hay Single Digital Subscriber Line,là một dạng của kỹ thuật XDSL.Ra đời năm 1998 truyền trên 2 dây với tốc độ từ 256kbps trở lên.Đây là kỹ thuật cho phép truyền nhiều dữ liệu hơn trên các đường dây của mạng điện thoại đã có,hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên đến 3Mbps.SDSL hoạt động bằng cách gửi các xung số-“digital pulse”- nằm trong vùng tần số cao thuộc băng thông của đường dây điện thoại.Kỹ thuật này không thể đồng thời với điện thoại trên cùng đường dây.SDSL được gọi là đối xứng vì kỹ thuật này hỗ trợ tốc độ tải lên bằng với tốc độ tải xuống.Trong khi ADSL được phát triển mạnh ở Bắc Mỹ thì SDSL lại phát triển mạnh ở Châu Âu.SDSL cũng đòi hỏi có một SDSL modem để kết nối. D\\Đường truyền thuê bao số tốc độ cao-HDSL: Thuật ngữ HDSL viết tắt của từ Hight data rate Digital Subscriber Line,là một dạng của kỹ thuật XDSL.Đây là kỹ thuật được phát triển khá hoàn chỉnh nhất trong công nghệ XDSL ngày nay.Kỹ thuật HDSL được phát triển và triển khai trong những năm 1980,truyền trên 4 dây với tốc độ từ 1,5 đến 2Mbps.Là một chọn lựa khác đối với tiêu chuẩn T1 tại thời điểm đó:các đường dây cho thuê T1 có tốc độ cao nhưng cũng khá đắt giá,HDSL đưa ra một tốc độ hiệu quả hơn nhưng giá cả lại thấp hơn.Năm 2000 SHDSL(G.991.2) ra đời với phương pháp điều chế là TC-PAM truyền trên 2 dây tốc độ đối xứng từ 192k đến 2,3Mbps.Nhìn chung HDSL có thể xem như một hệ thống truyền tải song đối xứng song hướng-“bi-directional symmetric transmission system” còn gọi là duplex,có nghĩa là song công - với tốc độ truyền từ 1.544Mbps đến 2.048Mbps khá ổn định.HDSL được thiết kế để khắc phục những vấn đề kỹ thuật mà tiêu chuẩn T1 gặp phải: tiêu chuẩn T1 đòi hỏi các đường dây phải phù hợp với các yêu cầu đặc thù riêng mới có thể hoạt động được và để đáp ứng yêu cầu này các sợi cáp đặc biệt phải được sử dụng.HDSL thì ngược lại,kỹ thuật này có khả năng tự động thích ứng với các điều kiện của đường dây:HDSL chấp nhận các nhiễu do rẽ nhánh-“brige tap”-và các kích cỡ dây khác nhau trong khi kỹ thuật T1 thì không chấp nhận. So sánh T1 và HDSL (Hình 1.7) HDSL sử dụng 2 phương pháp điều chế chủ yếu là PAM 2B1Q-“Pulse Amplitude Modulation”-và CAP.HDSL với phương pháp điều chế CAP có thể đạt được tốc độ 2.048Mbps ,phương pháp 2B1Q lại được dùng trong HDSL đòi hỏi đến 2 cặp dây hoặc 3 cặp dây.Đôi khi kỹ thuật HDSL có thể dùng phương pháp điều chế CAP cho HDSL 2 cặp dây, phương pháp điều chế chủ yếu là 2B1Q với tốc độ đạt được là 1.544Mhz.Hiện nay HDSL cũng đã có một biến thể khác là HDSL2. Phương pháp điều chế 2BQ1-2 binary 1 Quaternary- là một phương pháp mã hoá trên đường dây-“line code”- gồm có 4 mức mã –“4-level code”-có khả năng mã hoá 2 bit trong một biểu tượng.Ví dụ,chữ “J” trong mã ASCII có giá trị là “01110100” thì phương pháp 2BQ1 sẽ cho ra các ký tự như sau: (Hình 1.8) Ưu điểm của kỹ thuật này là đơn giản, dễ hiểu,dễ thực hiện và không chịu nhiều các nhiễu xuyên kênh gần-NEXT-.Tuy nhiên kỹ thuật này lại không hiệu quả nhiều như đối với các phương pháp sử dụng các phổ tần rộng. Tóm lại ưu điểm của kỹ thuật HDSL là:đây là một kỹ thuật hoàn chỉnh,dễ dàng và khá kinh tế để cài đặt,có tốc độ truyền cả hai chiều thục tế là 1.544Mbps(784Kbpsx2).Và nhược điểm chính là:sử dụng đến 2 cặp dây để vận hành,bên cạnh đó HDSL lại không hỗ trợ tín hiệu thoại trên cùng đường dây;cuối cùng là tốc độ của HDSL lại tương đối chậm hơn so với các kỹ thuật DSL khác. E\\Đường truyền thuê bao tốc độ rất cao-VDSL: Thuật ngữ VDSL viết tắt của từ Very high data rate Digital Subscriber Line,là một dạng của kỹ thuật XDSL.Ra đời năm 2002 có chuẩn là T1.424 của ITU .VDSL là kỹ thuật mới nhất,có thể xem là biến thể tất yếu của kỹ thuật ADSL,với tốc độ truyền cao hơn ADSL do sử dụng băng thông rộng hơn,kết hợp kỹ thuật xen kẽ bit và kỹ thuật sửa lỗi tới-FEC,Forward Error Correction-.Đây có thể được xem là kỹ thuật XDSL có tốc độ truyền tải nhanh nhất.VDSL có tốc độ truyền tải có thể lên đến 52.8Mbps đối với dòng tải xuống và 6,4Mbps đối dòng tải lên,nhưng bù lại khoảng cách tối đa so với nơi cung cấp(CO) là từ 1,000ft(350m) đến 4,500ft(1,500m) với đường dây điện thoại có đường kính là 0.5mm.Công thức dưới đây là phương pháp ước lượng khoảng cách tối đa của kỹ thuật này dựa trên tổng của tốc độ dòng tải lên và dòng tải xuống: Ước lượng khoảng cách của VDSL theo tốc độ truyền với 2MbpsR+ R50Mbps D: khoảng cách,đơn vị đo là Km R:tốc độ tải xuống R :tốc độ tải lên Chính vì khoảng cách tối đa ngắn như vậy nên kỹ thuật này thường qua một bộ ONU-Optical Network Unit- trước khi kết nối đến thuê bao.Tại thiết bị ONU sẽ phân ra thành nhiều đường dịch vụ VDSL đến từng thuê bao .Với tốc độ truyền tải như vậy VDSL được xem là kỹ thuật kết nối mạng tốc độ cao trên đường dây điện thoại thế hệ kế tiếp.Kỹ thuật này hỗ trợ cả việc truyền tải dữ liệu với tín hiệu giọng nói ở cả 2 chế độ đối xứng hoặc bất đối xứng: đối với kỹ thuật VDSL đối xứng tốc độ truyền tải dữ liệu lên đến 26Mbps,thích hợp với môi trường doanh nghiệp,thương mại,ngân hàng,thông tin của các tập đoàn,tổ chức,các hội thảo từ xa,kết nối giữa mạng LAN với LAN những nơi đòi hỏi việc trao đổi thông tin theo 2 chiều với độ cao tốc độ cao.Đối với kỹ thuật VDSL bất đối xứng,thì thích hợp với các ứng dụng cần trao đổi thông tin hầu như chỉ một chiều như xem video kỹ thuật số,truyền hình,lướt Net Kiến trúc mạng VDSL (Hình 1.9) Kỹ thuật VDSL cũng có nhiều chuẩn khác nhau: có kỹ thuật sử dụng băng tần từ 0 đến 2.2Mhz nhưng cũng có chuẩn sử dụng băng tần cao hơn. (Hình 1.10). Băng thông VDSL Dòng tải lên thứ hai có thể được mở rộng hơn nữa lên đến tầng số khoảng 30Mhz.Kỹ thuật này có ba chuẩn:một chuẩn là dùng phương pháp điều chế DMT ,một chuẩn là dùng phương pháp CAP/QAM và phương pháp DWMT-Discrete Wavelet Multitone-.DMT và DWMT là các phương pháp điều chế đa sóng mang,CAP/QAM là phương pháp điều chế chỉ trên một sóng mang. Ngoài ra XDSL còn có những kỹ thuật khác như IDSL-ISDN DSL-có tốc độ truyền tải là 128kbps/128kbps.RADSL-Rate Adaptive DSL-có tốc độ truyền tải là 384kbps/128kbps.Và UDSL-Universal DSL- còn được gọi là DSL không có bộ tách tín hiệu-“splitterless DSL”-hay DSL Lite vì kỹ thuật này không sử dụng bộ tách ở tại nơi thuê bao;kỹ thuật này có tốc độ tải xuống từ 384kbps đến 1Mbps/tốc độ tải lên là từ 128kbps đến 384kbps.