Tìm hiểu về Kỹ thuật XDSL

3x784kbit/s=2.352Mbit/s. Trong hệ thống sử dụng phương pháp truyền dẫn ba đơi sợi do mỗi đơi hoạt động tại tốc độ bit thấp cho nên khoảng cách truyền dẫn cĩ thể đạt được xa hơn so với hai phương pháp truyền dẫn trên. Ngồi khả năng cung cấp tốc độ E1, kỹ thuật HDSL cịn cĩ khả năng cung cấp tốc độ T1 với cấu hình tương tự. 1.2.4 Kỹ thuật HDSL-2 Kỹ thuật HDSL-2 là kỹ thuật cải tiến của kỹ thuật HDSL. số 2 ở phía sau cĩ ý nghĩa là thế hệ thứ 2. Kỹ thuật này giải quyết được một số hạn chế của kỹ thuật HDSL thơng thường. Ðĩ là chỉ sử dụng một đơi sợi mà vẫn truyền tải được tốc độ như HDSL thơng thường. Trong HDSL cĩ thể dùng mã đường truyền 2B1Q hoặc sử dụng phương pháp CAP cho điều chế tín hiệu đồng thời sử dụng kỹ thuật ghép kênh theo tần số hoặc kỹ thuật xố tiếng vọng để phân bố băng tần hoạt động trên mạch vịng thuê bao cáp đơng. Tuy nhiên các nhà cung cấp thiết bị vẫn nghiêng về giải pháp cử dụng CAP kết hợp với kỹ thuật xố tiếng vọng để giảm thiều băng tần hoạt động của HDSL-2 trong khoảng từ 0 tới 230 kHz. Nhờ đĩ phạm vi phục vụ của kỹ thuật này cĩ thể lên tới 3,6 km. 0 30 200 230 Tần sơ (kHz) Băng tần cho cả đường lên và xuơng sử dụng kỹ thuật xố tiếng vong. 0 30 200 230 Tần sơ (kHz) Ðường lên (FDM) Ðường xuống (FDM) Hình 1.4: Băng tần HDSL-2 sủ dụng phương pháp điều chế CAP kết hợp với ghép kênh theo tần số hoặc kỹ thuật xố tiếng vọng 1.2.5 Các ứng dụng của kỹ thuật HDSL Những ứng dụng chính của kỹ thuật HDSL là: Truy cập Internet với tốc độ cao Sử dụng cho những mạng riêng Mở rộng trung tâm PBX (Private Branch Exchange) tới những vị trí khác. Mở rộng mạng LAN và kết nối đến các vịng ring quang. Sử dụng cho Video hội nghị và giáo dục từ xa. Ngồi ra nĩ cịn được sử dụng cho các hệ thống vơ tuyến hoặc tốc độ truy nhập cơ bản (PRA) đối với ISDN. Hiện nay, rất nhiều cơng ty và các chi nhánh của nĩ đã sử dụng HDSL cho truy nhập Internet tốc độ cao vào máy chủ. Ðối với phương thức truyền DSL khơng đối xứng sẽ hạn chế lưu lượng từ các máy truy nhập tới máy chủ so với hướng ngược lại, vì vậy việc xác định vị trí những máy chủ tại các cơng ty hay các chi nhánh gặp rất nhiều khĩ khăn khi sử dụng phương thức truyền này. Xu hướng phát triển mạng riêng hiện nay trên thế giới là rất phổ biến (Ví dụ: mạng trong các cơng ty, cơng sở, các trường đại học...). Tuy nhiên, việc truyền tải nhiều kênh 64 kbit/s trên mỗi đơi dây trong mạng riêng của các khu vực này là rất khĩ khăn và cĩ chi phí cao. Kỹ thuật HDSL cĩ thể khắc phục được hạn chế này. Việc sử dụng HDSL cho trường hợp mở rộng mạng (thêm các trung tâm PBX mới) là rất dễ dàng và đơn giản. Dung lượng cĩ thể mở rộng tới 24 hoặc 30 kênh thoại. Hơn nữa, kỹ thuật này cịn cĩ thể áp dụng cho việc mở rộng mạng LAN và các kết nối tới vịng Ring quang mặc dù vẫn chưa cĩ sự phân kênh trong luồng 1,5 Mbit/s hoặc 2 Mbit/s. Kỹ thuật HDSL rất phù hợp cho giáo dục từ xa và Video hội nghị. Do tính đối xứng về tốc độ truyền dẫn nên vị trí của máy truy nhập và máy chủ khơng cần quan tâm. Kỹ thuật HDSL là một kỹ thuật truyền dẫn đường thuê bao số tốc độ bit cao, nĩ truyền những dịch vụ với tốc độ cao T1 và E1 giữa những nhà cung cấp dịch vụ và những khách hàng sử dụng những dịch đĩ. ưu điểm đầu tiên của kỹ thuật này là nĩ tận dụng những đường thoại đang tồn tại trong giai đoạn cáp quang chưa được lắp đặt mà vẫn đáp ứng được những dịch vụ tốc độ cao. Hầu hết các lợi ích của kỹ thuật này là ở bên phía nhà cung cấp dịch vụ nhưng những khách hàng cũng cĩ những lợi ích gián tiếp như: Ðiều đáng chú ý nhất đĩ là chỉ cần 1 card tổng đài (ví dụ như HTU-C đối với T1 hay LTU đối với E1) và card khách hàng (HTU-R đối với T1 hay NTU đối với E1) là cĩ thể cung cấp một dạng đơn giản nhất của dịch vụ HDSL. HDSL cho phép truyền những dịch vụ trên luồng T1 hay E1 bằng những mạch vịng thuê bao nội hạt mà khơng cần sử dụng những bộ lặp. Ví dụ HDSL cho phép truyền những dịch vụ trên luồng T1 hay E1 trên cáp 24AWG (0.5mm) lên tới 3.6 km và trên sợi 26AWG (0.4mm) là 2.7 km. Thường thường kỹ thuật HDSL cho phép sử dụng 2 cầu rẽ nếu như khoảng cách truyền dẫn nhỏ hơn 1.525 km. Một khía cạnh khác của kỹ thuật này đĩ là nhiều lợi ích kỹ thuật mà hầu hết các khách hàng khơng thấy được như hiệu suất tốt hơn và giảm được chi phí trong khi vẫn cung cấp đầy đủ các dịch vụ T1 hay E1 cho khách hàng. Tuy nhiên kỹ thuật đường thuê bao số tốc độ bit cao (HDSL) vẫn cịn cĩ nhiều nhược điểm, chẳng hạn thứ nhất là: với những khoảng cách truyền dẫn lớn 3.6 km thì nĩ vẫn cần thiết phải sử dụng các bộ lặp; thứ hai là: về mã đường sử dụng, trong kỹ thuật này sử dụng mã đường truyền dẫn 2B1Q, đối với loại mã đường này thì nĩ cĩ hạn chế về băng tần hoạt động và khoảng cách. Hơn nữa kỹ thuật này địi hỏi phải sử dụng nhiều đơi sợi, tuy đã nĩi ở phần trên nĩ cĩ ưu điểm là tận dụng những đường thoại đang tồn tại, nhưng đối với hệ thống sử dụng ba đơi sợi thì vấn đề về chi phí lắp đặt, bảo dưỡng cần phải quan tâm hay nĩi đúng hơn là giá thành sẽ cao. 1.2.6 Các vấn đề cịn tồn tại. Trong kỹ thuật truyền dẫn sử dụng kỹ thuật đường thuê bao số tốc độ bit cao HDSL tồn tại hai vấn đề chính sau: Suy hao năng lượng tín hiệu phát khi truyền trên những đơi sợi đồng. Xuyên âm. Ðối với vấn đề thứ nhất: chúng ta đã biết những tín hiệu điện được phát trên một đường sợi đồng mà sử dụng những tần số cao để hỗ trợ những dịch vụ tốc độ cao thì sẽ đạt được những khoảng cách truyền dẫn ngắn hơn so với những tín hiệu điện sử dụng những tần số thấp, bởi vậy mà những tín hiệu sử dụng tần số cao được truyền trên những vịng kim loại sẽ suy yếu năng lượng nhiều hơn so với những tín hiệu điện sử dụng tần số thấp. Một phương pháp phổ biến nhất hiện nay và đem lại tính kinh tế nhất để giảm tối thiểu sự suy hao năng lượng khi truyền dẫn trên những đơi sợi đồng đĩ là đĩ là sử dụng những sợi cĩ trở kháng thấp. Chúng ta đã biết do điện trở suất của sợi đồng tỷ lệ nghịch với đường kính của sợi, bởi vậy mà những sợi cĩ đường kính lớn sẽ cho trở kháng nhỏ hơn so với những sợi cĩ đường kính nhỏ hay cĩ nghĩa là suy hao tín hiệu sẽ nhỏ hơn bởi vậy mà cĩ thể truyền tín hiệu với khoảng cách xa hơn mà khơng phải sử dụng bộ lặp. Ðối với vấn đề thứ hai: ở trên chúng ta đã trình bày về hai hiện tượng xuất hiện xuyên âm. Nếu những ảnh hưởng của suy hao hay xuyên âm khơng đến mức quan trọng thì những hệ thống HDSL cĩ thể thành lập lại chính xác những tín hiệu phản hồi thành dạng số. Khi một trong hai hiện tượng đĩ xuất hiện và trở nên quá mức cho phép thì khi đĩ sẽ xuất hiện những lỗi bit, những mức ngưỡng này cịn phải tuỳ thuộc vào từng thiết bị, loại cáp được sử dụng, tần số hoạt động hay mơi trường hoạt động. Nhiều hệ thống thường sử dụng những dải tần số tín hiệu phát và thu khác nhau. Những hệ thống được tách riêng tần số phát và tần số thu được đề cập đến đĩ là ghép kênh phân chia theo tần số. ưu điểm của những hệ thống dựa trên FDM nhờ những hệ thống khử tiếng vọng (echo canceled) là loại bỏ được xuyên âm NEXT. Nĩ đạt được bởi vì những hệ thống này khơng tiếp nhận trong cùng một dải tần số mà trong hệ thống bên cạnh đang phát. Kỹ thuật SDSL Kỹ thuật SDSL truyền tin theo phương thức đối xứng, về nguyên tắc nĩ hồn tồn giống như kỹ thuật HDSL nhưng hệ thống SDSL chỉ sử dụng một đơi sợi để truyền những dịch vụ tốc độ cao từ nhà cung cấp dịch vụ tới khách hàng, mỗi đơi hoạt động tại tốc độ 784kbit/s, việc sử dụng một đơi sợi này làm giảm thiết bị trong hệ thống và chi phí đường thuê riêng. Kỹ thuật SDSL cho phép ghép kênh thoại và số liệu trên cùng một đường và cho phép người sử dụng truy cập những trang Web, tải những tệp dữ liệu và thoại tại cùng một thời điểm. Tuỳ theo từng yêu cầu của khách hàng mà SDSL cho phép những nhà cung cấp dịch cung cấp những dịch vụ tốc độ cao dựa trên 3 tham số cơ bản: tốc độ dịch vụ, chi phí và khoảng cách truyền. Dưới đây là những tốc độ truyền dẫn của kỹ thuật SDSL tương ứng với từng khoảng cách mà kỹ thuật cĩ thể đạt được (bảng 1. 3). Bảng 1.3: Tốc độ truyền dẫn của SDSL tương ứng với khoảng cách Tốc độ truyền dẫn Khoảng cách cho phép 128kbit/s 6,71 km 256kbit/s 6,56 km 384kbit/s 4,42 km 768kbit/s 3,97 km 1,024Mbit/s 3,51 km Vì vậy mà tuỳ theo khoảng cách từ tổng đài tới thuê bao và hiệu suất cần thiết mà khách hàng cĩ thể lựa chọn cho mình khả năng tốt nhất Kỹ thuật ADSL 1.4.1 Giới thiệu kỹ thuật ADSL ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) là một kỹ thuật mới, chuyển đổi đường dây điện thoại thơng thường thành một đường truy nhập đa dịch vụ và các đường truyền dữ liệu tốc độ cao. ADSL cung cấp đường truyền tốc độ 6 Mbit/s- 8 Mbit/s tới thuê bao và 640 kbit/s-1Mbit/s theo hướng ngược lại. Mạch ADSL tạo nên 3 kênh thơng tin ở đơi dây thuê bao: một kênh tốc độ cao từ tổng đài tới thuê bao, một kênh tốc độ trung bình 2 chiều (phụ thuộc vào cấu trúc của ADSL) và một kênh thoại hoặc một kênh N-ISDN. Modem ADSL được sản xuất cĩ khả năng cung cấp tốc độ dữ liệu theo cả tiêu chuẩn Mỹ và Châu Âu, cĩ thể thay đổi tốc độ và dung lượng đường truyền. Tốc độ đơn vị mà ADSL cĩ thể cung cấp là 1,5 hoặc 2 Mbit/s trên một kênh từ tổng đài tới thuê bao và 16 kbit/s trên một kênh 2 hướng. Modem ADSL tương thích với truyền dẫn ATM, giao thức IP bằng việc thay đổi tốc độ truyền và phù hợp với các mào đầu của ATM cũng như IP. 1.4.2 Cấu trúc hệ thống ADSL So với tất cả các kỹ thuật DSL thì ADSL là một trong những kỹ thuật được chuẩn hố nhiều nhất. Dưới đây là sơ đồ cấu trúc hệ thống ADSL (hình 1.5). Hình 1.5: sơ đồ cấu trúc hệ thống ASDL ATU-C: ADSL Transmission Unit at the network end - Khối truyền dẫn ADSL phía tổng đài ATU-R: ADSL Transmission Unit at the customer premises end Khối truyền dẫn ADSL phía khách hàng Access point: Ðiểm tập trung cho dữ liệu băng rộng và hẹp B: Ðầu vào phụ của dữ liệu Broadcast: Dữ liệu băng rộng đầu vào một hướng Broadband Network: Hệ thống chuyển mạch cho tốc độ trên 1,5/2 Mbit/s Loop: Ðường điện thoại dùng cáp đồng 2 sợi Narrowband Network Hệ thống chuyển mạch cho tốc độ dưới 1,5/2 Mbit/s. POTS: Plain Old Telephone Service-Dịch vụ điện thoại truyền thống POTS-C: Giao diện giữa mạng điện thoại cơng cộng và bộ chia ở phía tổng đài POTS-R: Giao diện giữa mạng điện thoại cơng cộng và bộ chia ở phía khách hàng SM: Sevice module - Khối dịch vụ Splitter: Bộ chia T-SM: Giao diện giữa ATU-R và mạng phân bố tới khách hàng T: Giao diện giữa mạng phân bố tới khách hàng và khối dịch vụ U-C: Giao diện giữa mạch vịng và bộ chia phía tổng đài U-C2: Giao diện giữa bộ chia và ATU-C U-R: Giao diện giữa mạch vịng và bộ chia phía khách hàng U-R2: Giao diện giữa bộ chia và ATU-R VA: Giao diện giữa ATU-C và điểm truy nhập VC: Giao diện giữa điểm truy nhập và mạng Như đã nĩi ở trên, ADSL cĩ khả năng cung cấp truyền kênh thoại tương tự (POTS) và các dịch vụ băng rộng khác. Ðối với dịch vụ thoại tương tự, một bộ chia đặc biệt sẽ mang kênh tương tự 4 kHz từ tổng đài tới thuê bao trên băng tần số của đường truyền ADSL. Với các dịch vụ như quảng bá, dịch vụ băng rộng số (Video hoặc truy nhập Internet) hoặc quản lí mạng sẽ được truy nhập từ ngồi tổng đài trung tâm (CO) hoặc nội hạt (LE), để giải quyết vấn đề nghẽn chuyển mạch và trung kế. Một nút truy nhập ADSL nằm trong CO (hoặc LE) phục vụ cho một số đường ADSL. Nút này thường được gọi là khối truy nhập DSL (DSLAM). Mặc dù một DSLAM cĩ thể cung cấp khả năng truy nhập dịch vụ cho nhiều đường ADSL nhưng một kiến trúc đầy đủ của DSLAM phức tạp hơn rất nhiều so với cấu trúc thể hiện trên hình Trên hình vẽ, giao diện B là một đầu vào phụ sử dụng cho các luồng tín hiệu khác chẳng hạn cho tín hiệu từ vệ tinh. Trong một vài trường hợp, giao diện T-SM giữa ATU-R và khối dịch vụ cũng giống như giao diện T (đặc biệt khi khối dịch vụ được tổ hợp trong ATU-R). Nếu khơng cĩ giao diện T-SM thì thay vào đĩ sẽ là các giao diện ATU-R (cĩ nhiều kiểu giao diện này). Ví dụ ATU-R cĩ cả 2 cổng 10Base-T Ethernet và V.35. Cũng vậy, nếu thiết bị đầu cuối tích hợp với ATU-R trong một số cấu trúc đặc biệt thì sẽ khơng cĩ giao diện T giữa mạng phân bố và thiết bị đầu cuối. Trong sơ đồ này, các giao diện U trên hình 1.10 sẽ khơng cĩ khi bộ chia được chế tạo như một phần tích hợp của bộ ATU hoặc chẳng cĩ bộ chia nào. Cũng như vậy, nếu nút truy nhập ADSL hoặc DSLAM thực hiện một số nhiệm vụ tập trung hoặc chuyển mạch thì sẽ khơng cĩ giao diện V, đặc biệt với ngay với cả giao diện VA. Giao diện VC cho phép tạo nên một loạt các dạng giao thức tương ứng với TCP/IP, ATM và các mạng dịch vụ khác. 1.4.3 Các phương pháp điều chế Trong sản phẩm ADSL, các mã đường truyền CAP, QAM, DMT là được sử dụng phổ biến nhất, ngồi ra cịn cĩ một số loại mã khác đang trong quá trình thử nghiệm. Phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM- Quadrature Amplitude Modullation QAM - điều chế biên độ cầu phương là một dạng điều chế pha sử dụng điều chế đa mức. Tín hiệu cầu phương sử dụng mã hố đa mức trên một định nghĩa chung như tất cả các tín hiệu điều chế đa mức: R=D/N (1) Trong đĩ: R là: báo hiệu hoặc tốc độ điều chế D là: tốc độ dữ liệu tính bằng bit/s N là: số bit trong mỗi thành phần báo hiệu. Sử dụng biểu đồ pha cho điều chế cầu phương trong đĩ thuật tốn sử dụng là sự kết hợp giữa hàm sin và cos. Lúc đĩ tín hiệu cầu phương được đưa ra theo cơng thức sau: cos(2pf ct+j)=cosj.cos2pfct-sinj.sin2pfct (2) Q I Hình 1.6: Biểu đồ pha QAM Tín hiệu cos(2pf ct) là tín hiệu đồng pha hoặc gọi là tín hiệu I Tín hiệu sin(2pf ct) là tín hiệu lệch pha 900 hoặc gọi là tín hiệu Q. j là độ lệch pha. Hệ thống QAM khơng địi hỏi tín hiệu I và Q đồng thời, chúng độc lập với nhau. Trong khi các kênh bị giới hạn băng tần, truyền dẫn đa mức cĩ thể thực hiện khi áp dụng theo cơng thức sau: R=log2L(1/T) (3) Trong đĩ: R là: tốc độ dữ liệu (bit/s) L là: số mức mã hố (bit mỗi ký hiệu) T là: chiều dài của thời gian báo hiệu. Bằng cách sử dụng tín hiệu I và Q như miêu tả như ở trên, bộ thu cĩ thể nhận và phân biệt 8 giá trị mỗi tải. Như vậy sẽ cĩ 64 trạng thái (8x8) được thiết lập tương đương với giá trị tốc độ symbol bằng 1/16 tốc độ bit. Mỗi điểm biểu diễn trạng thái cĩ thể được biểu diễn qua giá trị I và Q (hình 3). Khoảng cách giữa các điểm lân cận trong hệ thống điều chế pha được tính như sau: D=2 sin (P/N) (4) Trong đĩ N là số pha Khi giá trị N tăng lên nghĩa là tốc độ bít tăng lên nhưng vị trí các điểm sát lại với nhau làm cho việc phân biệt trở nên khĩ khăn ở đầu thu. Mã hố Dữ liệu từ khách hàng Ðồng pha Lệch pha Kết hợp Lệch 900 Ðầu ra Hình 1.7 .Quá trình xử lý QAM ở đầu phát Hình 1.7 đưa ra quá trình xử lý QAM ở đầu phát. Dịng dữ liệu từ người sử dụng đi vào bộ mã hố. Bộ mã hố chia dữ liệu thành 2 nửa, hai nửa này được điều chế thành 2 phần trực giao với nhau rồi được tổ hợp thành tín hiệu cầu phương và truyền trên kênh truyền dẫn. Ðiều đĩ cĩ nghĩa là các tín hiệu cầu phương là tổ hợp của hai tín hiệu xuất phát từ cùng một nguồn nhưng được làm lệch pha nhau 90 độ. Phương pháp điều chế CAP- Carrierless Amplitude/phase Modulation Phương pháp điều chế pha và biên độ khơng sử dụng sĩng mang này dựa trên phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM. Vì thế phương pháp này hoạt động gần giống với phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM. Bộ thu của phương pháp điều chế QAM yêu cầu tín hiệu tới phải cĩ phổ và hệ thức pha giống như phổ và pha của tín hiệu truyền dẫn. Do các tín hiệu truyền trên đường dây điện thoại thơng thường thường khơng đảm bảo được yêu cầu này nên bộ điều chế của kỹ thuật xDSL phải lắp thêm cả bộ điều chỉnh thích hợp để bù phần méo tín hiệu truyền dẫn Ðiều chế CAP khơng sử dụng kết hợp trục tải trực giao bằng kết hợp sin và cos. Việc điều chế được thực hiện bằng cách sử dụng bộ lọc thơng dải 2 nửa dịng dữ liệu số. Các bít cùng một lúc mã hố vào một symbol và qua bộ lọc, kết quả đồng pha và lệch pha sẽ biểu diễn bằng đơn vị symbol. Tín hiệu được tổng hợp lại đi qua bộ chuyển đổi A/D, qua bộ lọc thơng thấp (LPF- Low pass filter) và tới đường truyền. Ở đầu thu tín hiệu nhận được qua bộ chuyển đổi A/D, bộ lọc và đến phần xử lý sau đĩ là mới giải mã. Bộ lọc phía đầu thu và bộ phận sử lý là một phần của việc cân bằng, điều chỉnh. Bộ cân bằng sẽ bù lại các tín hiệu đến bị méo. CAP được thiết kế hoạt động trong băng tần 6,48 đến 25,92 MHz. Băng tần này cĩ nghĩa là tín hiệu khơng hoạt động ở tần số thấp hơn, tránh đợc ảnh hưởng của nhiễu. Ðồng thời mục đích thiết kế như vậy để giới hạn cơng suất phổ của tần số dưới 30 MHz, do sự tăng suy hao ở tần số cao trong đường truyền. Mã hố Bộ lọc đồng pha Bộ lọc lệch pha 900 D/A LPF A/D Bộ lọc thích ứng I Bộ lọc thích ứng II Bộ sử lý Giải mã Ðường truyền Hình 1.8. Thu phát tín hiệu theo phương pháp điều chế CAP Phương pháp điều chế đa âm rời rạc DMT- Discrete Multi-Tone Modulation Ðiều chế DMT là kỹ thuật điều chế đa sĩng mang. DMT chia phổ tần số thành các chu kỳ ký hiệu. Mỗi chu kỳ ký hiệu cĩ thể mang một số lượng bít nhất định. Phổ từ 26kHz đến 1,1 MHz được chia thành các kênh 4 kHz và DMT mã hố và điều chế tạo thành các kênh phụ 4kHz.Các bít trong mỗi kênh phụ được điều chế bằng kỹ thuật QAM và đặt trong các sĩng mang. Ðối với bất kỳ loại mã đường truyền nào sử dụng một đơi dây cho việc truyền song cơng đều phải chia băng tần hoạt động thành băng tần từ tổng đài tới thuê bao và băng tần từ thuê bao tới tổng đài (đơn giản là kỹ thuật ghép kênh theo tần số - FDM) hoặc phải sử dụng kỹ thuật xố tiếng vọng. Tuy nhiên, trong kỹ thuật ADSL cả FDM và kỹ thuật xố tiếng vọng cĩ thể sử dụng kết hợp đồng thời điều này là do sự khơng đối xứng của băng tần ADSL, các dải tần cĩ thể gối chồng lên nhau nhưng khơng trùng khít vào nhau. Ðây là đặc thù riêng của ADSL so với các kỹ thuật DSL khác. 0-4 kHz 25 kHz 200 kHz ~1,1 MkHz Băng tần đường xuống Băng tần đường lên 0-4 kHz 25 kHz 200 kHz ~1,1 MkHz Băng tần đường xuống Băng tần đường lên Hình 1.9: ADSL sử dụng và khơng sử dụng kỹ thuật xố tiếng vọng Kỹ thuật xố tiếng vọng cĩ một yếu điểm là bị ảnh hưởng lớn bởi tác động của xuyên âm đầu gần (NEXT); khi đĩ đầu thu cĩ thể nhận tín hiệu được truyền sang từ hệ thống bên cạnh. Các hệ thống bên cạnh ở đây cĩ thể là các đơi dây khác hoặc thậm chí là ngay bộ phát của hệ thống. Nếu bộ thu bỏ qua tồn bộ dải tần số mà đầu gần đang phát thì FDM sẽ tránh được xuyên âm đầu gần. Tất nhiên điều này đồng nghĩa với việc cắt bỏ một lượng băng tần hiệu dụng của hướng kia. Như vậy, sử dụng kỹ thuật xố tiếng vọng sẽ làm cho hiệu suất băng tần cao hơn nhưng chi phí cho nĩ lại phức tạp và nhạy cảm. Kỹ thuật xố tiếng vọng cĩ thể sử dụng đối với tần số thấp nhất nên đạt hiệu suất cao hơn. Trong trường hợp dùng một đường truyền đồng thời cho cả hai hướng trên cùng một dải tần cần phải kiểm sốt tiếng vọng. Một cách kiểm sốt tiếng vọng là chia dải tần số thành hai băng tần cho đường từ tổng đài tới thuê bao và ngược lại. Hình 1.10 biểu diễn việc sử dụng FDM mà khơng dùng kỹ thuật xố tiếng vọng. Một dải tần 4 kHz dùng cho kênh thoại tương tự, tiếp theo là dải băng tần 175 kHz cho đường truyền từ thuê bao đến tổng đài và khoảng 900 kHz băng tần dùng cho hướng từ tổng đài tới thuê bao. Tuy nhiên, nếu chỉ thuần tuý dùng FDM thì việc sử dụng băng tần sẽ khơng đạt được hiệu quả cao, phần dưới của hình vẽ cho thấy giải pháp hiểu quả hơn khi băng tần từ thuê bao đến tổng đài và từ tổng đài tới thuê bao gối chồng lên nhau. Chú ý rằng thiết bị ADSL dùng CAP sẽ sử dụng FDM nhưng khơng cĩ kỹ thuật xố tiếng vọng, ngược lại thiết bị ADSL dùng DMT lại sử dụng kỹ thuật xố tiếng vọng (đây là một ngoại lệ). Kỹ thuật xố tiếng vọng này được gọi là kết hợp echo-FDM cho thiết bị khơng đối xứng. Mặc dù đến nay chưa thống nhất được việc sử dụng loại mã đường truyền nào (CAP hay DMT) là tốt hơn cho ADSL, nhưng phải thừa nhận rằng mỗi loại trên đều cĩ những điểm mạnh riêng. Mã DMT phù hợp cho việc thích ứng tốc độ (thay đổi tốc độ do các điều kiện đường truyền), thay đổi các điều kiện mạch vịng (đấu nối xen, sử dụng nhiều loại sợi), xử lý nhiễu (xuyên nhiễu số) và các thuê bao (cho kênh thoại hoặc các mục đích khác). Trong khi đĩ CAP lại giảm độ phức tạp của bộ xố tiếng vọng (mặc dù nhiều sản phẩm cĩ CAP sử dụng FDM), giảm thời gian trễ (chỉ bằng khoảng 25% thời gian trễ của DMT), hơn nữa đã cĩ sự hồn thiện (xây dựng trên cơ sở QAM đã được nghiên cứu trong nhiều năm trước) và tính đơn giản. Thiết bị ADSL (ATU-C và ATU-R) được thiết kế sử dụng mã đường truyền cho cả QAM, CAP, DMT. Tuy nhiên tiêu chuẩn chính thức do ANSI đưa ra cho ADSL lại là DMT, mặc dù DMT ra đời sau QAM và CAP. 1.4.4 Ghép kênh Truyền tải đơn hướng từ tổng đài tới khách hàng. Giao diện ADSL giao tiếp giữa nhà cung cấp dịch vụ và khu vực khách hàng với nhiều chức năng phong phú (cĩ thể tuỳ chọn). ADSL giống như hầu hết các loại tải tin khác là cùng sử dụng các khung để truyền tải thơng tin. Chuỗi bít trong các khung ADSL cĩ thể chia tối đa thành 7 kênh tải tin tại cùng một thời điểm. Các kênh này được chia thành hai lớp chính: đơn hướng (hay đơn cơng trong một hồn cảnh cụ thể) và song hướng (hay song cơng trong một hồn cảnh cụ thể). ASDL cho phép tạo tối đa 4 kênh tải tin từ tổng đài tới thuê bao hồn tồn độc lập cho các kênh đơn hướng. Bốn kênh tải tin này chỉ cĩ nhiệm vụ mang chuỗi bit tới khách hàng và được ký hiệu từ AS0 đến AS3. Ngồi các kênh tải tin đơn hướng (AS), ASDL cĩ thể thiết lập 3 kênh tải tin song hướng mang lưu lượng từ tổng đài tới thuê bao và ngược lại. Những kênh này được ký hiệu từ LS0 đến LS2. Chú ý rằng, các kênh tải tin này là các kênh logic và chuỗi bit từ tất cả các kênh cùng được truyền đồng thời trên đường truyền ADSL mà khơng phải sử dụng băng tần riêng. Bất kỳ kênh tải nào cũng cũng cĩ thể được lập chương trình để mang tốc độ là một bội số của tốc độ 32 kbit/s. Tuy nhiên đối với những tốc độ khơng phải là bội số của 32 kbit/s thì phải sử dụng đến các bit phụ trong phần mào đầu của khung ADSL (70 kbit/s, 6 kbit/s). Hiện nay các kênh tải tin hoạt động hầu như với tồn bộ bội số của 32 kbit/s, đây cĩ thể là một trở ngại khi tính tới khả năng liên kết. Chính vì vậy, người ta đã xây dựng chỉ tiêu ADSL cho bốn lớp truyền tải đối với kênh đơn hướng từ tổng đài tới thuê bao. Các kênh này thiết lập trên cơ sở bội số đơn của một kênh tốc độ 1,536 Mbit/s (tốc độ truyền tải của T1). Do đĩ những lớp truyền tải trên sẽ cĩ tốc độ 1,536 Mbit/s, 3072 Mbit/s, 4608 Mbit/s và 6144 Mbit/s. Ðối với các kênh tải song hướng cĩ thể mang một kênh điều khiển và một vài kênh ISDN (loại BRI và 384 kbit/s). Tuy nhiên cần chú ý rằng ADSL khơng bị giới hạn với bất cứ lớp truyền tải nào và ngay cả của bản thân nĩ. Các chỉ tiêu trong tương lai cĩ thể xây dựng cho truyền tải 1,544 Mbit/s (tốc độ đầy đủ của T1) hoặc 2048 Mbit/s (tốc độ của E1). Hiện tại, chưa cĩ định nghĩa tốc độ cực đại cho bất kỳ kênh tải tin nào. Giới hạn trên này chỉ phụ thuộc vào tổng dung lượng của đường truyền ADSL. Sự đa dạng trong tốc độ tải tin ngày nay chính là do các sản phẩm ADSL tạo ra. Nhiều tốc độ kênh con được hình thành theo tốc độ kênh tải giả định cho các loại thiết bị ADSL khác nhau. Tốc độ cực đại trong lớp truyền tải 6,144 Mbit/s khơng cho phép xảy ra đồng thời ở tất cả các kênh tải tin AS. Các giới hạn được chỉ ra trong bảng 1.4: Bảng 1.4: Các giới hạn trên của tốc độ tải tin Kênh con Tốc độ kênh con Các giá trị của nx AS0 n0 x 1.536 Mbit/s n0= 0,1,2,3 hoặc 4 AS1 n1 x 1.536 Mbit/s n1= 0,1,2 hoặc 3 AS2 n2 x 1.536 Mbit/s n2= 0,1 hoặc 2 AS3 n3 x 1.536 Mbit/s n3= 0 hoặc 1 Số kênh con lớn nhất cĩ thể hoạt động tại bất cứ thời điểm nào và số lượng tối đa kênh tải tin cĩ thể truyền đồng thời trong hệ thống ADSL tuỳ thuộc vào lớp truyền tải. ADSL cĩ 4 lớp truyền tải và được đánh số từ 1 đến 4. Trong đĩ lớp 1 và 4 là bắt buộc cịn 2 và 3 là tuỳ chọn. Năng lực lớp truyền tải phụ thuộc vào tốc độ đường truyền đạt được của mạch vịng ADSL và cấu hình của các kênh con mà chúng tạo nên số kênh con hoặc tốc độ đường truyền lớn nhất. Việc chuyển đổi giữa số lượng và tốc độ kênh con hiện vẫn đang được nghiên cứu. Cho tới nay chưa cĩ bất kỳ sự thay đổi nào về cấu trúc và tốc độ dùng trong ADSL. Lớp truyền tải thứ nhất được dùng cho mạch vịng ngắn nhất, nhưng lại cho phép tải dung lượng lớn nhất tới khách hàng với bất kỳ cấu trúc ADSL nào. Tốc độ tải tin của lớp này là 6,144 Mbit/s và nĩ được tạo ra từ sự kết hợp bất kỳ của 1 tới 4 kênh tải tin đang hoạt động ở tốc độ bội 1,536 Mbit/s. Tuy nhiên, bắt buộc phải cĩ một kênh con hoạt động ở tốc độ 6,144 Mbit/s trên AS0. Các cấu hình tuỳ chọn mà tốc độ của chúng là 6,144 Mbit/s bao gồm: + Một kênh 4,608 Mbit/s và một kênh 1,536 Mbit/s + Hai kênh 3,072 Mbit/s + Một kênh 3,072 Mbit/s và một kênh 1,536 Mbit/s + Bốn kênh 1,536 Mbit/s Lớp thứ 2 là tuỳ chọn và tải một luồng 4,608 Mbit/s tới phía khách hàng. Lớp này tạo nên từ sự kết hợp bất kỳ của 1 đến 3 kênh tốc độ 1,536 Mbit/s. Do khơng phải là bắt buộc nên hệ thống cĩ thể cung cấp bất kỳ hoặc tất cả các tốc độ kênh tải tin. AS3 khơng bao giờ sử dụng trong lớp 2. Các cấu hình khác nhau của lớp 2 gồm: + Một kênh 4,608 Mbit/s + Một kênh 3,072 Mbit/s và một kênh 1,536 Mbit/s + Ba kênh 1,536 Mbit/s Lớp thứ 3 cũng là tuỳ chọn và tải một luồng 3,072 Mbit/s tới phía khách hàng. Lớp này cĩ thể tạo nên một hoặc hai kênh tải tin hoạt động ở tốc độ là bội của 1,536 Mbit/s. Do lớp này giống lớp 2 (là tuỳ chọn) nên hệ thống cĩ thể cung cấp bất kỳ hoặc tất cả các tốc độ kênh. AS2 và AS3 khơng bao giờ sử dụng lớp thứ 3. Các cấu hình cĩ tổng dung lượng là 3,072 Mbit/s gồm: + Một kênh 3,072 Mbit/s + Hai kênh 1,536 Mbit/s Lớp thứ tư (lớp bắt buộc) hoạt động với khoảng cách lớn nhất nhưng lại cĩ tốc độ nhỏ nhất 1,536 Mbit/s trên AS0. Trên đây đã đề cập đến các cấu hình phân lớp của ADSL cĩ tốc độ tối đa là 6,144 Mbit/s dựa trên kênh cơ bản T1 (1,536 Mbit/s) của Bắc Mỹ. Cũng tương tự như vậy, sau đây chúng ta cùng xem xét chỉ tiêu ADSL cho tốc độ cơ bản 2,048 Mbit/s của Châu âu. ADSL cũng xây dựng cấu trúc 2Mbit/s để truyền tốc độ cơ bản E1. Tuy nhiên chỉ cĩ ba kênh tải AS0, AS1, AS2 (bảng 1.5) là được hỗ trợ cho sử dụng luồng 2Mbit/s. Bảng 1.5: Các kênh tải hỗ trợ cho luồng 2Mbit/s Kênh con Tốc độ kênh con Các giá trị của nx AS0 n0 x 2.048 Mbit/s (tuỳ chọn) n0= 0,1,2 hoặc 3 AS1 n1 x 2.048 Mbit/s (tuỳ chọn) n1= 0,1 hoặc 2 AS2 n2 x 2.048 Mbit/s (tuỳ chọn) n2= 0 hoặc 1 Với cấu trúc 2Mbit/s, lớp truyền tải được đánh số từ 2M-1 đến 2M-3. Chức năng của tất cả các lớp đều tuỳ chọn. Cấu trúc của các lớp tải 2Mbit/s cũng tương tự như các lớp truyền tải 1,536 Mbit/s. Lớp 2M-1 vẫn hoạt động ở tốc độ 6,144 Mbit/s cho đường từ tổng đài xuống thuê bao. Lớp 2M-1 được tạo từ sự kết hợp bất kỳ của 1 tới 3 kênh tải tin hoạt động ở tốc độ bội của 2,048 Mbit/s và là tuỳ chọn. Các cấu hình của lớp này bao gồm: + Một kênh tải tin 6,144 Mbit/s + Một kênh 4,096 Mbit/s và một kênh 2,048 Mbit/s + Ba kênh 2,048 Mbit/s Lớp 2M-2 là tuỳ chọn và tải luồng 4,096 Mbit/s tới khách hàng. 2M-2 cĩ thể được tạo của 1 hoặc 2 kênh tải tin hoạt động ở tốc độ bội của 2,048 Mbit/s. Hệ thống này hoạt động ở bất cứ tốc độ kênh tải nào vì nĩ là khơng bắt buộc. AS2 khơng bao giờ sử dụng trong lớp truyền tải 2M-2. Các cấu hình trong lớp này: + Một kênh 4,096 Mbit/s + Hai kênh 2,048 Mbit/s Lớp 3 cũng là tuỳ chọn và sử dụng cho trên mạch vịng dài nhất nhưng lại cĩ tốc độ nhỏ nhất. Tốc độ của lớp này là 2,048 trên kênh AS0. Truyền tải song hướng. Phần trên chúng ta đã xem xét chi tiết cấu trúc của kênh đơn hướng từ tổng đài tới khách hàng. Việc nghiên cứu các kênh tải truyền theo hướng ngược lại vẫn đang được tiến hành, tuy vậy cĩ tới ba kênh tải song hướng cĩ thể truyền đồng thời trên giao diện ADSL. Một trong số đĩ luơn là kênh điều khiển bắt buộc (gọi là kênh C). Kênh C mang các bản tin báo hiệu cho việc lựa chọn dịch vụ và thiết lập cuộc gọi. Tất cả báo hiệu từ người sử dụng - mạng cho các kênh tải đơn hướng tới khách hàng được tải ở đây. Tuy nhiên kênh C cũng cĩ thể dùng mang báo hiệu cho kênh song hướng nếu cĩ yêu cầu. Kênh C luơn hoạt động ở tốc độ 16 kbit/s trong lớp thứ tư hoặc 2M-3. Các bản tin của kênh C luơn được mang trong phần mào đầu đặc biệt của khung ADSL. Tất cả các lớp truyền tải khác sử dụng kênh C tốc độ 64kbit/s và các bản tin được truyền trên kênh song hướng LS0. Bên cạnh kênh C, hệ thống ADSL cĩ thể mang 2 kênh tải song hướng tuỳ chọn: LS1 hoạt động ở tốc độ 160 kbit/s và LS2 hoạt động ở tốc độ 384 kbit/s hoặc 576 kbit/s. Cấu trúc chính xác của kênh tải song hướng thay đổi theo các lớp truyền tải giống như định nghĩa cho kênh đơn hướng. Bảng 1.6 mơ tả mối quan hệ giữa cấu trúc kênh song hướng theo các lớp truyền dẫn kênh đơn hướng. Chú ý: - Khi kênh tải song hướng 160 kbit/s được chọn cho truyền ISDN BRA, tất cả các báo hiệu kết hợp với ISDN BRA được tải trong kênh D của tín hiệu 2B+D nhúng trong 160 kbit/s. Báo hiệu cho 576 kbit/s và 384 kbit/s và kênh tải song hướng 160 kbit/s khơng phải ISDN cĩ thể được đặt trong kênh C, mà dùng chung báo hiệu cho các kênh tải tin đơn hướng. Bảng 1.6: Mối quan hệ giữa cấu trúc kênh song hướng theo các lớp truyền dẫn kênh đơn hướng. Lớp truyền dẫn Các kênh song hướng tuỳ chọn Loại kênh con 1 hoặc 2M-1 (khoảng cách nhỏ nhất) Cấu trúc 1:160 kbit/s + 384 kbit/s LS1, LS2 Cấu trúc 2: 576 kbit/s LS2 2, 3 hoặc 2M-2 (khoảng cách trung bình) Cấu trúc 1: 160 kbit/s LS1 Cấu trúc 2: 384 kbit/s LS2 4 hoặc 2M-3 (khoảng cách lớn nhất) 160 kbit/s LS1 Việc đặt ra tiêu chuẩn cấu trúc và tốc độ tối thiểu của các kênh tải để tránh việc tự do quy định cho các thiết bị ADSL của các nhà thiết kế và cung cấp thiết bị là khác nhau. Tuy nhiên sự cĩ mặt các quy định của các lớp truyền tải cho hoạt động của các kênh đơn hướng và lựa chọn các kênh song hướng cũng khơng hồn tồn đạt được mục đích nĩi trên. Vẫn tồn tại một số phiền phức trong việc lựa chọn cả hai hướng khi tuân theo các chỉ tiêu kỹ thuật này. Ðiều cần thiết là phải kết hợp cấu trúc kênh AS với LS sao cho đạt cả hai mục đích: cĩ nghĩa và chuẩn hố. Mỗi một kênh đơn hướng và song hướng đều cĩ cấu trúc độc lập (bảng 1.7). Bảng 1.7: Cấu trúc của các kênh đơn hướng và song hướng Lớp truyền tải 1 2 3 4 Truyền một hướng đường xuống Dung lượng lớn nhất (Mbit/s) 6.144 4.608 3.072 1.536 Kênh tải lựa chọn (Mbit/s) 1.536 1.536 1.536 1.536 3.072 3.072 3.072 4.608 4.608 6.144 Số lượng kênh phụ lớn nhất 4 (AS0,AS1,AS2,AS3) 3 (AS0, AS1,AS2) 2 (AS0,AS1) 1 (AS0) Kênh tải song hướng Dung lương lớn nhất (kbit/s) 640 608 608 176 Kênh tải lựa chọn (kbit/s) 576 384 384 384 160 160 160 160 C (64) C (64) C (64) C (64) Số lượng kênh phụ lớn nhất 3 (LS0, LS1,LS2) 2 (LS0, LS1) hay (LS0,LS2) 2 (LS0, LS1) hay (LS0,LS2) 2 (LS0, LS1) Lớp truyền tải 2M-1 2M-2 2M-3 Kênh tải song hướng Dung lương lớn nhất (Mbit/s) 6.144 4.096 2.048 Kênh tải lựa chọn (Mbit/s) 2.048 2.048 2.048 4.096 4.096 6.144 Số lượng kênh phụ lớn nhất 3 (AS0, AS1,AS2) 2 (AS0,AS1) 1 (AS0) Kênh tải song hướng Dung lương lớn nhất (kbit/s) 640 608 176 Kênh tải lựa chọn (kbit/s) 576 384 384 160 160 160 C (64) C (64) C (64) Số lượng kênh phụ lớn nhất 3 (LS0, LS1,LS2) 2 (LS0, LS1) hay (LS0,LS2) 2 (LS0, 2(LS0, LS1) hay LS1 (LS0,LS2 Phần mào đầu Kỹ thuật ADSL cũng sử dụng phần mào đầu trong cấu trúc kênh giống như các phương thức truyền dẫn khác. Phần mào đầu thực hiện nhiều chức năng khác nhau trong quá trình tải tin. Một trong số các chức năng chính của phần mào đầu là đồng bộ các kênh tải để thiết bị ADSL ở hai đầu đường truyền cĩ thể nhận biết cấu trúc các kênh (AS và LS), tốc độ của các kênh, vị trí của các bít trong khung. Các chức năng khác của phần mào đầu bao gồm: kênh nghiệp vụ nhúng (embedded operations channel-EOC), kênh điều khiển nghiệp vụ (operations control channel-OCC) để tái cấu hình, thích ứng tốc độ từ xa và nhận dạng lỗi qua việc kiểm tra phần dư theo chu kỳ (cyclical redundancy check-CRC), một số bit sử dụng cho khai thác, quản lý và bảo dưỡng (OMC), số khác dùng sửa lỗi trước (forward error correction-FEC). Tất cả các bít mào đầu được gửi trên cả hai hướng. Trong phần lớn trường hợp, các bit mào đầu truyền với tốc độ 32 kbit/s (nhưng cũng cĩ ngoại lệ). Ðối với dung lượng cao, hướng từ tổng đài tới thuê bao cĩ tốc độ lớn nhất là 128 kbit/s và nhỏ nhất là 64 kbit/s (giá trị mặc định là 96 kbit/s) và tốc độ lớn nhất là 64 kbit/s và nhỏ nhất là 32 kbit/s (giá trị mặc định là 64 kbit/s) cho hướng từ thuê bao tới tổng đài. Bit mào đầu cĩ thể nằm trong tốc độ bit của khung ADSL và khơng chiếm băng tần phụ hoặc được thêm vào tốc độ bit của khung cho hướng này hoặc hướng kia. Ví dụ, lớp truyền tải thứ nhất hoạt động với tốc độ 6,144 Mbit/s chiều xuống cộng thêm tối đa 192 kbit/s và tối thiểu 128 kbit/s cho tốc độ bit tổng. Khi ghép với tốc độ mào đầu lớn nhất trên kênh song cơng thì tốc độ lớp thứ nhất tăng từ 6,144 Mbit/s tới 6,976 Mbit/s (lớn nhất) hoặc 6,336 Mbit/s (nhỏ nhất) với 6,912 Mbit/s sử dụng cho hầu hết các tốc độ sử dụng tốc độ mào đầu mặc định. Các lớp khác cũng ảnh hưởng tương tự. 1.4.5 Cấu trúc siêu khung và khung ADSL. Cấu trúc siêu khung Thiết bị ADSL gồm ATU-C và ATU-R truyền dữ liệu bằng cách sử dụng các mã đường truyền, thơng tường là DMT hoặc CAP. Tất cả các giao thức ngày nay đều xây dựng trên cơ sở phân lớp. Giao thức ADSL cũng vậy. ở mức thấp nhất của giao thức là các bit, biểu thị bởi mã đường truyền DMT và CAP. Các bit được tổ chức thành khung và tập hợp các khung thành siêu khung theo một trật tự. Nếu so sánh với các cấu trúc khung khác, siêu khung ADSL cĩ nhiều điểm chung với cấu trúc khung hoặc siêu khung của T1 hơn là cấu trúc khung của mạng Ethernet LAN. Trong thực tế, các khung Ethernet cĩ thể tạo nên nội dung của siêu khung ADSL. Tồn bộ cấu trúc siêu khung được miêu tả ở hình 1.15. Trong ADSL, một siêu khung bao gồm một dãy 68 khung ADSL liên tiếp. Trong số đĩ, một vài khung cĩ chức năng đặc biệt. Ví dụ ở khung 0 và 1, mang thơng tin điều khiển lỗi (kiểm tra phần dư chu kỳ - CRC) và các bít chỉ thị sử dụng cho quản lý đường truyền. Ngồi ra, các bít chỉ thị khác được tải ở khung 34 và 35. Một khung đồng bộ đặc biệt khơng mang tin theo sau siêu khung đảm nhận chức năng đồng bộ cho siêu khung. Một siêu khung ADSL cĩ chu kỳ 17 ms. Vì đường truyền ADSL chỉ truyền cho các tuyến điểm-điểm nên khơng cĩ địa chỉ khung và nhận dạng kết nối của ADSL. Khung Khung Khung Khung 34 Khung 66 Khung 67 Ð-Bộ Khung 35 Byte nhanh FEC Phần đệm dữ liệu nhanh Phần đệm dữ liệu xen Siêu khung ADSL 17 mili giây khung ADSL 250 micro giây Hình 1.10. Cấu trúc siêu khung ADSL Bên trong các siêu khung là các khung ADSL. Một khung của ADSL cĩ chu kỳ là 250 ms (1/4000 giây) và chia thành hai phần chính. Phần đầu là phần số liệu nhanh. Phần số liệu nhanh liên quan đến độ nhạy trễ, khả năng chấp nhận nhiễu (ví dụ audio và video). Nội dung của phần đệm dữ liệu nhanh của thiết bị ADSL được đặt tại đây. Một byte đặc biệt được gọi là byte nhanh được đặt trước phần này và mang chức năng CRC cộng với một số bít chỉ thị cần thiết. Dữ liệu nhanh được bảo vệ bởi trường FEC để sửa lỗi. Phần thứ 2 của khung bao gồm những thơng tin từ bộ đệm chèn. Dữ liệu xen là những gĩi tin cĩ thể bị ảnh hưởng của nhiễu do thời gian sử lý và bị trễ. Việc chèn bit làm cho bit tín hiệu ít bị ảnh hưởng những tác động của nhiễu. Phần này của khung dùng cho các ứng dụng số liệu thuần tuý, như là truy nhập Internet tốc độ cao. Tuy nhiên, tất cả nội dung của khung phải được trộn ngẫu nhiên trước khi truyền để tối thiểu hố các lỗi đồng bộ siêu khung. Chú ý rằng sẽ khơng cĩ một kích cỡ khung tuyệt đối cho các siêu khung ADSL bởi vì tốc độ đường truyền ADSL thay đổi và khơng đối xứng, hơn nữa bản thân kích cỡ khung cũng khơng cố định. Tuy vậy, chúng ta vẫn ngầm hiểu rằng kích cỡ khung là cố định, cĩ nghĩa là mỗi khung cĩ chu kỳ 250 ms (phần dữ liệu nhanh và chèn là 125 ms), và một siêu khung phải cĩ chu kỳ 17 ms. Ðương nhiên tốc độ truyền ADSL lớn nhất sẽ cĩ kích thước khung lớn nhất. Kích cỡ phần đệm được xác định theo cấu trúc và tốc độ kênh tải khi thiết lập cấu hình ban đầu. Hơn thế nữa, kích cỡ phần đệm này cũng cĩ thể thay đổi lại trong quá trình khai thác. Như đã đề cập ở trên khung 0, 1, 34 và 34 cĩ chức năng đặc biệt trong cấu trúc siêu khung ADSL. Các khung này kiểm tra phần dư cho các siêu khung và các bit chỉ thị cho các chức năng khác nhau của mào đầu. Các khung khác (2 đến 33 và 36 đến 67) mang thơng tin mào đầu cho kênh EOC và kênh điều khiển đồng bộ (SC). Tất cả các thơng tin này được tải trong byte dữ liệu nhanh của từng khung ADSL trong siêu khung . Các bit mào đầu dữ liệu nhanh cĩ cấu trúc khác nhau phụ thuộc vào tính chẵn lẻ của khung đánh số (hình 1.11). Bốn chức năng chính của mào đầu được thể hiện trong hình vẽ 18. Các bít sử dụng để xác định lỗi và các bit chỉ thị cho chức năng OAM ở khung 0, 1, 34 và 35. Các khung khác tải bít cấu hình (EOC) và bít điều khiển đồng bộ (SC) cho việc xác định cấu trúc kênh tải và đồng bộ. Bit r1 dành cho tương lai và được đặt ở giá trị 1. Cĩ bốn bit khác cũng được đặt giá trị 0 hoặc 1. Những bit này trợ giúp việc nhận dạng khung EOC hay SC. Bit 0 và 1 sẽ là bit đầu tiên của byte nhanh. Phần lớn nhất của mào đầu dành cho các bít chỉ thị. Chức năng của chúng được định nghĩa ở bảng 1.8. Bảng 1.8: Chức năng của các bit chỉ thị Bít chỉ thị Ðịnh nghĩa ib0 - ib7 ib8 ib9 ib10 ib11 ib12 ib13 ib14 - ib23 Dành cho tương lai febe-i fecc-i febe-ni fecc-ni los rdi dành cho tương lai Các bít chỉ thị từ bít 0 đến bít 7 và 14 đến 23 (8 bít đầu và 10 bít cuối) được dành cho tương lai. Bít 8 đến 13 đã được định nghĩa. Bit chỉ thị los (ib12) chỉ ra sự mất tín hiệu và được ADSL ATU sử dụng để xác định tín hiệu hướng ngược lại bị mất hay bị suy giảm ở dưới ngưỡng cho phép. Nếu mất tín hiệu bit los = 1 và ngược lại là 0. Bít rdi chỉ ra sai hỏng đầu xa và được ADSL ATU sử dụng để xác định các khung bị lỗi nặng (SEF). SEF xuất hiện khi hai siêu khung phối hợp khơng cĩ nội dung như mong muốn ở khung đồng bộ theo sau khung 67. Khái niệm khung đồng bộ với bit điều khiển đồng bộ là hồn tồn khác biệt nhau. Giá trị rdi =1 khi khơng cĩ thơng báo SEF và bằng 0 khi ngược lại. Bốn bít chỉ thị khác từ ib8 đến ib11. Cả 4 bit biểu thị cho trạng thái lỗi đầu xa. ib8 được gọi là febe-i, thay thế cho lỗi khối đầu xa của dữ liệu chèn trong siêu khung ADSL. Bít này dùng để chỉ kết quả kiểm tra CRC dữ liệu chèn ở siêu khung nhận được cĩ khớp với kết quả tính tốn hay khơng. Nếu khớp bit này bằng 1 và ngược lại bằng 0. ib10 được gọi là febe-ni, thực hiện chức năng tương tự cho phần dữ liệu nhanh với cùng giá trị. ib9 được gọi là fecc-i, dùng cho mã sửa lỗi trước (FEC) dữ liệu chèn trong siêu khung ADSL. Bit này bằng 1 khi khơng cĩ lỗi phải sửa và ngược lại bằng 0. ib11 được gọi là fecc-ni thực hiện chức năng tương tự như ib 9 nhưng dùng cho dữ liệu nhanh với cùng giá trị. Cấu trúc khung ADSL. Phần tử tạo nên siêu khung là các khung ADSL. Việc mơ tả cấu trúc khung này rất đơn giản vì khung ADSL nằm trong siêu khung cĩ cấu trúc cố định. Ðối với mỗi bộ đệm dữ liệu (nhanh hoặc chèn), khung được tạo một cách đơn giản từ một số byte cho kênh tải AS0, tiếp theo là AS1 và cứ như vậy đến AS2. Tiếp đến là các byte LS0, LS2 và cuối cùng LS3. Nếu khơng cĩ byte nào cho AS và LS thì vùng đĩ trống. Cuối cùng là một vài byte mào đầu được thêm và sử dụng chung cho các kênh. Thực tế, ADSL cĩ nhiều tốc độ truyền dẫn khác nhau ở mỗi hướng nên cấu trúc sẽ phức tạp. Chỉ cĩ ở các lớp truyền tải mới cĩ thể thêm bất cứ phần cấu tạo chung nào cho cơ cấu khơng chặt chẽ này. Chú ý rằng các bit AS và LS cĩ thể truyền trong phần đệm dữ liệu nhanh hoặc dữ liệu chèn trong khung ADSL. Mỗi chuỗi số liệu người sử dụng được gán cho một vùng đệm dữ liệu nhanh hoặc chèn trong suốt quá trình xử lý ban đầu. Tuy nhiên nếu AS được gán vào phần đệm nhanh thì sẽ khơng cĩ trong phần đệm chèn. Nĩi cách khác, nếu khung ADSL cĩ chứa các bit cho AS0 trong vùng đệm dữ liệu nhanh của khung thì nhất thiết phải cĩ một số lượng bít tương tự cho AS 0 trong vùng đệm dữ liệu chèn của khung. Cấu trúc cho số byte mặc định trong khung ADSL được trình bày trong bảng 1.9. Tuy nhiên, các giá trị mặc định cĩ thể thay đổi. Chú ý rằng nếu một phần của vùng đệm khác khơng thì giá trị trong vùng đệm khác phải bằng 0. Bảng 1.9. Vùng đệm mặc định cho các lớp truyền tải (T1) Tín hiệu Phần đệm dữ liệu xen Phần đệm dữ liệu nhanh Lớp1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 AS0 96 96 48 48 0 0 0 0 AS1 96 48 48 0 0 0 0 0 AS2 0 0 0 0 0 0 0 0 AS3 0 0 0 0 0 0 0 0 LS0 2 2 2 255 0 0 0 0 LS1 0 0 0 0 5 0 0 5 LS2 0 0 0 0 12 12 12 0 Trên đây chúng ta đã miêu tả những nét chính của trúc khung và siêu khung ADSL, cần chú ý rằng trong lớp truyền tải thứ nhất, cấu trúc mặc định chỉ định 96 byte cho AS0 và AS1 trong mỗi khung ADSL. Vì cĩ 8 bit trong 1 byte và 4000 khung ADSL được gửi mỗi giây nên tốc độ bít trên AS0 và AS1 là 3,072 Mbit/s khơng kể đến kích thước khung đầy đủ. Như vậy hai kênh tải tin từ tổng đài tới thuê bao hoạt động ở 3,072 Mbit/s là sự tuỳ chọn thiết lập cho lớp thứ nhất. Thực tế trong trường hợp này, đối với cấu hình mặc định thì kích thước phần đệm cũng nên nhận giá trị mặc định là hiệu quả nhất. Chú ý rằng các kênh LS0 cũng cĩ tốc độ 64 kbit/s cho hai hướng. Cấu trúc khung ADSL trong lớp truyền tải thứ nhất được gửi đi từ ATU-C. Các byte nhanh được truyền đi trước loại trừ tất cả các byte tới từ bộ đệm chèn. Cũng tương tự như trên, các dịch vụ tốc độ dựa trên chuẩn 2,048 Mbit/s cũng cĩ sự qui định kích cỡ mặc định của vùng đệm cho lớp truyền tải 2M. Giá trị này biểu diễn ở bảng 1.10. Tín hiệu Phần đệm dữ liệu xen Phần đệm dữ liệu nhanh Lớp 2M-1 Lớp 2M-2 Lớp 2M-3 Lớp 2M-1 Lớp 2M-2 Lớp 2M-3 AS0 64 64 64 0 0 0 AS1 64 64 0 0 0 0 AS2 64 0 0 0 0 0 LS0 2 2 255 0 0 0 LS1 0 0 0 5 0 5 LS2 0 0 0 12 12 0 Bảng 1.10. Vùng đệm mặc định cho các lớp truyền tải (E1) Các kênh AS0, AS1 và AS2 gửi tồn bộ 64 byte trong mỗi khung trên lớp truyền tải 2M-1. Như vậy sẽ cĩ ba kênh tải tin từ tổng đài xuống thuê bao hoạt động ở tốc độ 2,048 Mbit/s. Việc thiết lập cấu hình này là tuỳ chọn. Kích thức vùng đệm mặc định chỉ hiệu quả đối với cấu hình mặc định. Trong cấu hình này kênh LS0 hoạt động ở tốc độ 64 kbit/s cho cả hai hướng. 1.4.6 Kỹ thuật ADSL khơng sử dụng bộ chia (Splitterless) Kỹ thuật ADSL khơng sử dụng bộ chia là một ứng dụng đặc biệt của kỹ thuật ADSL. Kỹ thuật này đã được nhĩm Universal nghiên cứu thành tiêu chuẩn G.lite sau này được ITU chấp nhận thành tiêu chuẩn G992.2 vào thàng 6 năm 1999. Mục đích của kỹ thuật này cho phép đơn giản hố việc lắp đặt thiết bị cho khách hàng đồng thời cung cấp khả năng quản lý cao hơn cho nhà khai thác và giảm giá thành lắp đặt ban đầu. Kỹ thuật ADSL G.Lite đơn giản hố bằng cách bỏ bộ chia ở phía khách hàng nhưng vẫn giữ lại bộ lọc băng thơng cao ở modem ADSL. Như vậy ở phía modem ADSL chỉ nhận được tín hiệu tần số cao dành cho ADSL cịn ở phí thoại cĩ thể nhận được cả 2 loại tín hiệu thoại và ADSL nhưng chỉ cĩ tín hiệu toại được chuyển sang tín hiệu âm thanh. tuy nhiên vẫn cĩ thể một phần tín hiệu ADSL được chuyển sang tín hiệu âm thanh cĩ nghĩa là chát lượng thoại cũng bị ảnh hưởng. Với kỹ thuật này modem G.Lite và điện thoại của khách hàng hoạt động trên cùng một hệ thống dây dẫn cho phép khách hàng cĩ thể sử dụng dịch vụ thoại hay modem băng tần thoại một cách bình thường. Việc này trái ngược với ADSL thơng thường là phải cĩ các đường dây dẫn riêng cho ADSL và dịch vụ điện thoại sau khi tín hiệu qua bộ chia (thơng thường là một đoạn dây dẫn mới tới modem ADSL). Chúng ta cĩ thể so sánh giữa 2 loại ADSL qua hình vẽ Voice & ADSL Custormer Premies Splitter ADSL G.DMT Modem Voice & ADSL Custormer Premies Microfilter ADSL G.Lite Modem H×nh 1.12 So s¸nh cÊu h×nh CPE cđa G.DMT vµ G.Lite 1.4.7 Các dịch vụ cĩ thể được kỹ thuật ADSL cung cấp Khái niệm ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) - đường thuê bao số khơng đối xứng là một kỹ thuật làm thay đổi hồn tồn năng lực của đường thuê bao thoại truyền thống. Kỹ thuật này cho phép truyền đồng thời tín hiệu thoại và nhiều dịch vụ tốc độ cao khác (truyền số liệu, thơng tin) với chất lượng tốt trên đơi dây đồng. Ðiều này đem lại lợi ích rất lớn cho nhà khai thác và cả khu vực thuê bao dân cư lẫn thuê bao cơng sở. Sau đây chúng ta cùng xem xét những yếu tố thúc đẩy việc triển khai rộng rãi kỹ thuật ADSL trên thế giới. ADSL cho phép tận dụng các đơi cáp đồng thuê bao cho truy nhập Internet từ xa với tốc độ cao qua mạng kết hợp và dịch vụ. Về cơ bản, ADSL là giải pháp trung gian cung cấp các dịch vụ băng rộng trên mạng viễn thơng hiện nay. ADSL cĩ khả năng đáp ứng cho các ứng dụng mới địi hỏi thời gian thực, đa phương tiện và dịch vụ video băng rộng chất lượng cao. Những ứng dụng này bao gồm: tính tốn cộng đồng, hội nghị qua truyền hình, đào tạo từ xa và dịch vụ video theo yêu cầu. Hiện nay, ngành cơng nghiệp đang nghiêng mạnh theo hướng phát triển dựa trên các tiêu chuẩn. Ðiều này tạo ra sự liên kết hoạt động giữa các cơng ty và nhanh chĩng hình thành một thị trường đồng nhất. Ðây chính là mơi trường đảm bảo cho sự tồn tại của ADSL. ADSL mang lại cho nhà khai thác khả năng mềm dẻo trong việc cung cấp băng tần dịch vụ (tốc độ cố định hoặc lựa chọn tốc độ thích hợp) hoặc chất lượng dịch vụ tốt nhất như modem tương tự. Nhanh hơn gần 300 lần modem 24,4 kbit/s Nhanh hơn trên 100 lần modem 56 kbit/s Nhanh hơn gấp 70 lần ISDN tốc độ 128 kbi/s ADSL là một giải pháp mang lại lợi ích cho nhà cung cấp dịch vụ nhờ vào việc tận dụng cơ sở hạ tầng hiện cĩ. Nhà khai thác chỉ phải bảo dưỡng một đơi dây thuê bao của dịch vụ điện thoại truyền thống để cung cấp dịch vụ truyền số liệu và thoại. ADSL cũng cho phép nhà khai thác cung cấp các kênh đảm bảo riêng giữa khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ: Khách hàng làm chủ đường truyền dữ liệu của mình, điều này khác với dịch vụ modem thoại bị chia đường truyền cho các dịch vụ khác. Tốc độ đường truyền khơng bị ảnh hưởng bởi các người sử dụng khác do mỗi khách hàng sở hữu một đường truyền. Với dịch vụ qua modem thơng thường tốc độ bị giảm xuống đáng kể khi cĩ thêm người sử dụng. ADSL luơn ở chế độ chờ và sẵn sàng truyền tin bất cứ khi nào khách hàng cần. ADSL luơn được kết nối sẵn như một đường thuê bao điện thoại thơng thường hoạt động do đĩ sẽ khơng phải bỏ phí thời gian cho việc quay số và đợi kết nối nhiều lần trong ngày. Tất cả các nhà cung cấp dịch vụ lớn đều đã tiến hành thử nghiệm và đã chứng minh được tính hấp dẫn của ADSL. Hiện nay, ADSL đã đưa vào khai thác trên tồn thế giới với kết quả vượt ngồi mong đợi trong năm 1998 và 1999. Về khía cạnh thị trường, hầu hết các nhà cung cấp thiết bị đang thương mại hố thế hệ sản phẩm thứ hai và thứ ba với độ hồn thiện cao hơn và giá thành thấp hơn. ADSL sẽ trở thành kỹ thuật của những thập kỷ tới do mạng xây dựng trên nền ADSL rất phù hợp cho việc tải lưu lượng ATM. ADSL là cầu nối thơng tin tới thế kỷ sau mà khơng cần thay cơ sở hạ tầng mới, khơng cần thêm các chi phí ngồi luồng và khơng phải tái đầu tư. 1.5 Kỹ thuật VDSL Kỹ thuật cung cấp các đường thuê bao số với tốc độ rất cao được viết tắt là kỹ thuật VDSL. Cũng như các kỹ thuật xDSL khác như: ADSL, HDSL, SDSL, kỹ thuật VDSL được sử dụng để cung cấp các dịch vụ số liệu băng rộng như các kênh tivi, truy nhập dữ liệu với tốc độ rất cao, hội nghị qua video, video động, truyền tổ hợp dữ liệu và tín hiệu và tín hiệu video trên cùng một đường dây..v v.. cho các thuê bao dân cư và kinh doanh trong lúc chưa lắp đặt được mạng cáp quang đến tận nhà thuê bao. Kỹ thuật VDSL sử dụng phương thức truyền dẫn giống như kỹ thuật ADSL, nhưng kỹ thuật VDSL cĩ khả năng cung cấp số liệu với tốc độ cao gần gấp 10 lần tốc độ truyền dẫn của kỹ thuật ADSL (hình 1.19). Tốc độ truyền dẫn của VDSL thường nằm trong khoảng từ 13Mbit/s đến 60Mbit/s tuỳ thuộc vào khoảng cách truyền dẫn. Kỹ thuật VDSL cĩ thể sử dụng phương thức truyền dẫn dịch vụ đối xứng (phương thức truyền dẫn cĩ tốc độ truyền dẫn xuơi từ phía tổng đài tới thuê bao bằng với tốc độ truyền dẫn từ phía thuê bao đến tổng đài) và khơng đối xứng (phương thức truyền dẫn cĩ tốc độ truyền dẫn xuơi từ phía tổng đài tới thuê bao cao hơn rất nhiều so với tốc độ truyền dẫn từ phía thuê bao tới tổng đài). Ðối với dạng truyền dẫn khơng đối xứng kỹ thuật VDSL thường dùng tỷ lệ tốc độ chiều đi và chiều về là 10:1, phương thức truyền dẫn này phù hợp để cung cấp dịch vụ tốc độ cao từ phía tổng đài tới thuê bao nên rất hay được sử dụng trong kỹ thuật VDSL. Ngồi việc cĩ khả năng cung cấp tốc độ cao hơn nhiều so với tốc độ truyền dẫn của kỹ thuật ADSL kỹ thuật VDSL cịn yêu cầu khoảng động nhỏ hơn kỹ thuật ADSL nên kỹ thuật truyền dẫn của VDSL khơng phức tạp bằng kỹ thuật truyền dẫn ADSL. Mặc dù cĩ nhiều ưu điểm như vậy nhưng kỹ thuật này vẫn chưa được sử dụng rộng rãi đĩ là vì chưa lựa chọn được cơ chế điều chế, băng tần, phương pháp ghép kênh thích hợp. Hơn nữa, một số chipset của modem sử dụng kỹ thuật ADSL vẫn cịn đắt nên kỹ thuật này chưa được sử dụng nhiều trên thực tế. Tuy nhiên đây là một kỹ thuật đầy hứa hẹn trong một vài năm tiếp theo. Mục lục Lời nĩi đầu…………………………………………………………..…………....1 Giới thiệu tổng quan kỹ thuật xDSL…………………………………………..2 Kỹ thuật HDSL………………………………………………………………...5 Giới thiệu kỹ thuật HDSL…………………………………………………..5 Phương pháp điều chế………………………………………………………6 Cấu hình kết nối…………………………………………………………….7 Kỹ thuật HDSL-2…………………………………………………………...8 Các ứng dụng của kỹ thuật HDSL……………………………………..…...9 Các vấn đề cịn tồn tại……………………………………………………...11 kỸ thuật SDSL……………………………………………………………..….11 Kỹ thuật ADSL…………………………………………………………….….12 Giới thiệu Kỹ thuật ADSL…………………………………………….……12 Cấu trúc hệ thống ADSL…………………………………………………...13 Các phương pháp điều chế……………………………………………….....15 Ghép kênh…………………………………………………………………..19 Cấu trúc siêu khung và khung ADSL,……………………………………...26 Kỹ thuật ADSL khơng sử dụng bộ chia……………………………….…....31 Các dịch vụ cĩ thể được ADSL cung cấp…………………………………..32 Kỹ thuật VDSL………………………………………………………………...34