ADSL – KỸ THUẬT xDSL part 6

Chia sẻ: Alfhau Sdjfka | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

73
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hướng truyền dữ liệu từ người sử dụng đến tổng đài gọi là upstream, hướng truyền dữ liệu ngược lại, từ tổng đài đến người sử dụng gọi là downstream. Kênh truyền dẫn là môi trường vật lý dùng để chuyển tín hiệu mang thông tin từ điểm này tới điểm khác. Trong mạng điện thoại nội hạt kênh truyền dẫn là các đôi dây xoắn được chế tạo bằng cách xoắn đôi 2 dây đồng cách điện với nhau. Sau đó nhiều đôi dây lại được xoắn chặt với nhau tạo thành sợi cáp. Từ tổng đài nội hạt...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ADSL – KỸ THUẬT xDSL part 6

Ñaëng Quoác Anh ADSL – Thöïc tieãn, giaûi phaùp vaø trieån khai minh hoaï ôû hình 2.27. Höôùng truyeàn döõ lieäu töø ngöôøi söû duïng ñeán toång ñaøi goïi laø upstream, höôùng truyeàn döõ lieäu ngöôïc laïi, töø toång ñaøi ñeán ngöôøi söû duïng goïi laø downstream. Keânh truyeàn daãn laø moâi tröôøng vaät lyù duøng ñeå chuyeån tín hieäu mang thoâng tin töø ñieåm naøy tôùi ñieåm khaùc. Trong maïng ñieän thoaïi noäi haït keânh truyeàn daãn laø caùc ñoâi daây xoaén ñöôïc cheá taïo baèng caùch xoaén ñoâi 2 daây ñoàng caùch ñieän vôùi nhau. Sau ñoù nhieàu ñoâi daây laïi ñöôïc xoaén chaët vôùi nhau taïo thaønh sôïi caùp. Töø toång ñaøi noäi haït hay ONU caùc sôïi caùp seõ toaû ra vaø töøng ñoâi daây xoaén seõ reõ ra ñeå cung caáp dòch vuï cho thueâ bao. 2.4.2 Kyõ thuaät VDSL Nhieãu xaâm nhaäp xuaát hieän ôû maùy thu khi tín hieäu trong khoâng khí trong daûi taàn truøng laép taùc ñoäng leân ñöôøng daây ñieän thoaïi. Ñöôøng daây ñieän thoaïi, ñaëc bieät laø daây treo vaø daây trong nhaø raát deã bò aûnh höôûng bôûi söï xaâm nhaäp cuûa tín hieäu voâ tuyeán AM vì soùng voâ tuyeán AM thöôøng coù naêng löôïng lôùn. Nhieãu AM taùc ñoäng leân phoå taàn VDSL khaù maïnh trong khoaûng taàn soá töø 525 kHz ñeán 1,61 MHz. Nhieãu xung laø nhöõng xung nhieãu coù thôøi gian toàn taïi ngaén nhöng laïi coù naêng löôïng lôùn coù khaû naêng nhaát thôøi nhaán chìm thoâng tin treân keânh truyeàn. Nhieãu xung treân xoaén ñoâi thöôøng laø do caùc thieát bò ñieän töû vaø ñieän cô cuõng nhö caùc ñoà duøng ñieän trong gia ñình khaùc. Theâm vaøo ñoù söï phoùng ñieän cuûa ñöôøng daây ñieän löïc cuõng nhö seùt cuõng laø nguoàn gaây ra nhieãu xung. Trong mieàn taàn soá suoát khoaûng thôøi gian toàn taïi, nhieãu xung ñöôïc ñaëc tính hoaù baèng moät phoå naêng löôïng phaúng vaø daûi roäng nhö minh hoaï ôû hình 2.28. Vì söï xuaát hieän cuûa nhieãu xung laø khoâng theå bieát tröôùc ñöôïc neân nhieãu xung coù theå phaù huyû naëng nhöõng heä thoáng khoâng ñöôïc thieát keá toát. Hình 2.28 Nhieãu xung trong mieàn thôøi gian vaø mieàn taàn soá Hình 2.29 Moâ hình ñôn giaûn cuûa quaù trình öùng duïng maõ FEC Ñeå khaéc phuïc nhieãu xung caùc heä thoáng ñöôïc thieát keá toát söû duïng maõ söûa sai FEC (Forward Error Correcting) keát hôïp vôùi gheùp xen keõ döõ lieäu nhö minh hoaï ôû hình 2.29. Maõ söûa sai FEC theâm thaønh phaàn phuï vaøo luoàng döõ lieäu truyeàn ñi sao cho khi coù moät phaàn cuûa tín hieäu bò phaù huyû vì nhieãu xung thì nhöõng phaàn coøn laïi cuûa tín hieäu cuõng chöùa ñuû thoâng tin ñeå coù theå phuïc hoài laïi phaàn thoâng tin bò maát. FEC ñöôïc aùp duïng theo töøng byte cuûa khoái döõ lieäu vaø ñöôïc ñaëc tính hoaù bôûi soá byte noù coù theå söûa ñöôïc trong moät khoái döõ lieäu coù ñoä daøi cho tröôùc. Khi soá byte sai treân thöïc teá vöôït quaù soá byte boä maõ coù theå söûa ñöôïc thì doøng döõ lieäu sau khi söûa sai vaãn coøn thoâng tin sai. Ñeå toái öu hoaù khaû naêng söûa sai cuûa boä maõ söûa sai maùy phaùt söû duïng phöông phaùp gheùp xen laãn döõ lieäu. Sau khi aùp duïng maõ söûa sai FEC boä gheùp xen keõ (interleaver) saép xeáp laïi thöù töï cuûa caùc byte sao 66
Kyõ thuaät xDSL Ñaëng Quoác Anh cho khi coù taùc ñoäng cuûa nhieãu xung leân doøng döõ lieäu noù seõ phaù huyû moät soá byte maø luùc giaûi gheùp xen keõ thì caùc byte sai seõ ñöôïc traûi rôøi raïc ra. Nhö vaäy gheùp xen keõ laøm giaûm thôøi gian nhieãu xung phaù huûy döõ lieäu vaø taïo cô hoäi cho maõ söûa sai FEC phaùt huy taùc duïng. Tyû soá tín hieäu treân nhieãu (SNR: Signal-to-Noise Ratio) laø tyû soá naêng löôïng cuûa tín hieäu mang thoâng tin ôû maùy thu so vôùi naêng löôïng cuûa nhieãu nhaän ñöôïc. Veà baûn chaát SNR moâ taû chaát löôïng cuûa keânh truyeàn daãn. Trong mieàn taàn soá, SNR ñöôïc tính baèng caùch chia maät ñoä phoå naêng löôïng (PSD) cuûa tín hieäu mang tin ôû maùy thu cho maät ñoä phoå naêng löôïng ôû maùy phaùt. Vì suy hao vaø nhieãu luoân bieán ñoåi theo taàn soá neân tyû soá SNR laø moät haøm soá theo taàn soá. Hình 2.30 Ñöa tín hieäu maät ñoä phoå coâng suaát phaúng vaøo ñöôøng daây côõ 24 daøi 1 km Hình 2.31 SNR cuûa tín hieäu vaø heä thoáng ôû hình 2.30 Cuøng vôùi xaùc suaát doø tín hieäu sai nhaàm vaø daûi thoâng cuûa keânh truyeàn, SNR xaùc ñònh vaän toác lôùn nhaát maø thoâng tin coù theå ñöôïc truyeàn qua keânh truyeàn. Hình 2.30 minh hoaï tröôøng hôïp ñöa tín hieäu vôùi maät ñoä phoå coâng suaát phaùt phaúng –60dBm/Hz vaøo ñöôøng daây caùp caân baèng côõ daây 24 daøi 1 km. Nhieãu taùc ñoäng chæ goàm nhieãu coäng traéng Gauss (AWGN: Additive White Gaussian Noise) vôùi möùc –140dBm/Hz ôû ñaàu thu. Hình 6.31 laø SNR nhaän ñöôïc. Nhö phaân tích ôû treân, nhieàu loaïi nhieãu treân ñöôøng daây xoaén ñoâi nhö nhieãu xung chaúng haïn laø khoâng theå löôøng tröôùc ñöôïc vaø laïi bieán ñoåi theo thôøi gian. Khi ñoù, tyû soá SNR cuõng bieâán ñoåi theo thôøi gian. Ñeå traùnh ñöôïc nhieãu taêng ngoaøi yù muoán laøm 67
Ñaëng Quoác Anh ADSL – Thöïc tieãn, giaûi phaùp vaø trieån khai cho tyû soá SNR suy giaûm haâàu heát caùc heä thoáng ñeàu khoâng hoaït ñoäng ôû toác ñoä toái ña maø keânh truyeàn cho pheùp. Thay vaøo ñoù heä thoáng hoaït ñoäng ñeàu chöøa döï phoøng nhieãu (noise margin). Nhö vaäy, vieäc söû duïng döï phoøng ñaõ döï phoøng cho heä thoáng traùnh sai nhaàm do nhieãu taêng leân khoâng löôøng tröôùc ñöôïc. Yeâu caàu cho caùc heä thoáng VDSL ñöôïc caùc coâng ty ñieän thoaïi thieát laäp qua thöïc teá trong caùc nhoùm tieâu chuaån ANSI T1E1.4 ôû Hoa Kyø vaø ETSI TM6 ôû chaâu AÂu. Maëc duø T1E1.4 vaø TM6 laø caùc nhoùm tieâu chuaån ñoäc laäp vôùi caùc ñaëc tính aùp duïng cho caùc vuøng ñòa lyù khaùc nhau nhöng nhöõng ngöôøi tham gia xaây döïng tieâu chuaån ñeàu nhaän ra ñöôïc ích lôïi töø vieäc thoáng nhaát tieâu chuaån ôû Hoa Kyø vaø chaâu AÂu. Vì vaäy hoï ñaõ coá gaéng taïo ra nhöõng yeâu caàu laâu daøi cho heä thoáng VDSL. Chi tieát hôn veà vaán ñeà naøy coù theå xem theâm ôû ANSI Draft Technical Document. “Very-high-speed Digital Subscriber Lines System Requirements.” T1E1.4 contribution 98-043R6. December 1998 vaø ETSI Technical Specification TS 101 270-1 v1.1.1. “Transmission and multiplexing (TM); Access transmission systems on metallic access cables; Very high speed Digital Subscriber Line (VDSL); Part 1; Functional require-ments.” April 1998. Caû ANSI vaø ETSI ñeàu hoã trôï caùc tyû soá toác ñoä döõ lieäu giöõa downstream vaø upstream trong VDSL baát ñoái xöùng vaø toác ñoä döõ lieäu cuûa VDSL ñoái xöùng. ETSI goïi modem hoã trôï toác ñoä döõ lieäu baát ñoái xöùng laø modem class I vaø modem hoã trôï toác ñoä döõ lieäu ñoái xöùng laø modem class II. ETSI ñöa ra baûng keát hôïp toác ñoä payload cuûa caùc modem VDSL theo baûng 2.5 vaø 2.6. Nhö vaäy, ETSI khuyeán nghò tyû soá giöõa doøng döõ lieäu downstream vaø upstream laø 6:1, 3:1 vaø 1:1. Tuy nhieân moät soá thaønh vieân cuûa ETSI laïi khuyeán caùo raèng neân loaïi boû toác ñoä ñoái xöùng 36,864 Mbps thuoäc nhoùm II vì noù caàn toác ñoä döõ lieäu cao chæ hoaït ñoäng ñöôïc vôùi moät soá raát ít caùc ñöôøng daây ñieän thoaïi raát ngaén nhöng laïi laøm taêng ñoä phöùc taïp vaø giaù thaønh cuûa modem. ANSI cuõng xaùc ñònh toác ñoä bit cho caû hai cheá ñoä hoaït ñoäng ñoái xöùng vaø baát ñoái xöùng. Baûng 6.2 laø toác ñoä döõ lieäu cuûa VDSL theo ANSI. Theo ñoù tyû soá toác ñoä döõ lieäu cuûa downstream vaø upstream laø 8:1, 4:1 vaø 1:1. Hình 2.32 Ví duï veà xuyeân keânh ñaàu gaàn do 10 ñöôøng daây ADSL gaây ra vaø nhieãu traéng Gauss trung bình -140 dBm/Hz 68
Kyõ thuaät xDSL Ñaëng Quoác Anh Hình 2.33 SNR ôû maùy thu khi ñöa tín hieäu -60 dBm/Hz vaøo maïch voøng B vaø bò nhieãu ôû hình 6.12 taùc ñoäng Baûng 2.5 Toác ñoä modem VDSL theo ETSI Modem class Downstream rate Upstream rate (kbps) (kbps) I 6 × 1024 2 × 1024 12 × 1024 2 × 1024 24 × 1024 4 × 1024 II 6 × 1024 6 × 1024 12 × 1024 12 × 1024 24 × 1024 24 × 1024 36 × 1024 36 × 1024 Baûng 2.6 Toác ñoä modem VDSL theo ANSI Service type Downstream Upstream rate rate (Mbps) (Mbps) Asymmetric 52 6,4 34 or 38,2 4,3 26 3,2 19 2,3 13 1,6 6,5 1,6 or 0,8 Symmetric 34 34 26 26 19 19 13 13 69
Ñaëng Quoác Anh ADSL – Thöïc tieãn, giaûi phaùp vaø trieån khai 6,5 6,5 4,3 4,3 2,3 2,3 Baûng 2.7 Daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö ñöôïc ETSI thöøa nhaän Band start frequency Band stop frequency (MHz) (MHz) 1,810 2,000 3,500 3,800 7,000 7,100 10,100 10,150 14,100 14,350 18,068 18,168 21,000 21,450 28,000 29,100 Nhö ñaõ noùi ôû treân, tín hieäu truyeàn trong khoâng khí coù theå aûnh höôûng ñeán ñöôøng daây ñieän thoaïi laøm phaù huûy tín hieäu VDSL. Ngöôïc laïi, tín hieäu VDSL treân caùc ñöôøng daây ñieän thoaïi cuõng aûnh höôûng vaø phaù huûy caùc tín hieäu voâ tuyeán. Vì lyù do naøy, caû ETSI vaø ANSI ñeàu quy ñònh caùc modem VDSL phaûi giôùi haïn maät ñoä phoå coâng suaát phaùt ôû möùc khoâng lôùn hôn –80 dBm/Hz trong caùc daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö coù trong vuøng ñòa lyù cuûa hoï. Ñònh vò cuûa caùc daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö ñöôïc ETSI vaø ANSI thöøa nhaän ñöôïc lieät keâ töông öùng trong caùc baûng 2.7 vaø 2.8. Maät ñoä phoå coâng suaát phaùt moâ taû coâng suaát phaùt cuûa tín hieäu mang tin ñöôïc phaân boá theo taàn soá nhö theá naøo khi tín hieäu ñöôïc ñöa vaøo keânh truyeàn ôû ngoõ ra cuûa maùy phaùt. Chaúng haïn, neáu toaøn boä coâng suaát 10 mW ñöôïc ñöa vaøo ñöôøng daây vaø maùy phaùt phaùt naêng löôïng ñeàu trong daûi taàn 1 MHz thì maät ñoä phoå coâng suaát phaùt laø haèng soá vaø baèng 10-5 mW/Hz. Ñöôøng bao maät ñoä phoå coâng suaát phaùt xaùc ñònh maät ñoä phoå coâng suaát cöïc ñaïi cho pheùp theo chieàu taàn soá. Baûng 2.8 Daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö ñöôïc ANSI thöøa nhaän Band start frequency Band stop frequency (MHz) (MHz) 1,800 2,000 3,500 4,000 7,000 7,300 10,100 10,150 14,000 14,350 18,068 18,168 21,000 21,450 28,000 29,700 70
Kyõ thuaät xDSL Ñaëng Quoác Anh Coâng suaát phaùt cöïc ñaïi ñöôïc ETSI vaø ANSI cho pheùp ñeàu laø 11,5 dBm. Tuy nhieân, ETSI vaø ANSI laïi khaùc nhau trong caùch naêng löôïng phaân boá theo taàn soá. Caû hai toå chöùc tieâu chuaån hoaù naøy ñeàu ñöa ra ñöôøng bao xaùc ñònh maät ñoä phoå coâng suaát phaùt toái ña vaø caû hai ñeàu buoäc modem phaûi coù khaû naêng giaûm maät ñoä phoå coâng suaát ñeán –80 dBm/Hz trong daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö. ANSI xaùc ñònh maät ñoä phoå coâng suaát phaùt cöïc ñaïi bao goàm 3 choïn löïa daønh cho nhaø ñieàu haønh heä thoáng VDSL nhö sau: PDS enhancement (on/off): - + off: maät ñoä phoå coâng suaát phaùt bò giôùi haïn ôû giaù trò lôùn nhaát laø -60 dBm/Hz. + on: maät ñoä phoå coâng suaát phaùt coù theå taêng treân -60 dBm/Hz. Vieäc taêng maät ñoä phoå coâng suaát phaùt ñöôïc giaùm saùt bôûi moät ñöôøng bao maät ñoä phoå coâng suaát phaùt (PSD mask) vaø bò keàm giöõ ôû toång coâng suaát 11,5 dBm. ADSL compatibility (on/off): - + on: maät ñoä phoå coâng suaát phaùt ôû daûi taàn döôùi 1,104 MHz bò haïn cheá ôû -90 dBm/Hz. + off: maät ñoä phoå coâng suaát phaùt trong daûi taàn naøy coù theå ñaït ñöôïc traïng thaùi PSD enhancement. RF emission notching (on/off): - + on: maät ñoä phoå coâng suaát phaùt trong daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö bò giôùi haïn ôû -80 dBm/Hz. + off: maät ñoä phoå coâng suaát phaùt trong daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö coù theå ñaït ñöôïc traïng thaùi PSD enhancement. ETSI cuõng xaùc ñònh moät soá caùc ñöôøng bao maät ñoä phoå coâng suaát phaùt (PSD mask) tuyø theo tình huoáng söû duïng. Khi VDSL ñöôïc ONU söû duïng (trong caáu hình FTTCab) thì caû hai chieàu upstream vaø downstream ñeàu coù chung moät ñöôøng bao maät ñoä phoå coâng suaát phaùt. Khi VDSL ñöôïc toång ñaøi noäi haït söû duïng thì hai chieàu upstream vaø downstream coù hai ñöôøng bao khaùc nhau. Söï khaùc nhau giöõa caùc ñöôøng bao cuõng coù theå thaáy ñöôïc trong taàm taàn soá töø 0 tôùi 276 kHz tuyø theo coù hay khoâng coù POTS/ISDN beân caïnh caùc heä thoáng VDSL. Caùc ñöôøng bao maät ñoä phoå coâng suaát phaùt maïnh meõ hôn cuõng ñöôïc ñònh nghóa cho vieäc söû duïng trong caùc maïng maø haàu heát hay ñoâi khi taát caû caùp ñeàu ñöôïc choân ngaàm vaø söï böùc xaï vaøo daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö qua khoâng khí laø khoâng ñaùng keå. Cuoái cuøng, ETSI cuõng yeâu caàu caùc boä modem phaûi coù khaû naêng giaûm maät ñoä phoå coâng suaát phaùt khoâng quaù -80 dBm/Hz trong caùc daûi taàn voâ tuyeâá nghieäp dö. Neáu coù theå phaùt trieån ñöôïc VDSL thì caùc heä thoáng VDSL phaûi töông hôïp vôùi caùc tín hieäu cuûa caùc dòch vuï khaùc trong cuøng moät chaõo caùp. Heä thoáng DSL bò VDSL aûnh höôûng nhieàu nhaát laø ADSL. Trong moät vaøi caáu hình, VDSL coù theå aûnh höôûng maïnh ñeán tín hieäu ADSL tröø phi ñöôïc thieát keá caån thaän. Trong moät soá caáu hình khaùc, VDSL laïi bò ADSL aûnh höôûng ngöôïc laïi. Trong caáu hình FTTEx nhieàu ñoâi daây xoaén toaû ra töø moät toång ñaøi noäi haït coù theå mang tín hieäu ADSL, truyeàn vôùi maät ñoä phoå coâng suaát phaùt -40 dBm/Hz trong khi caùc ñöôøng daây khaùc coù theå mang tín hieäu VDSL vôùi maät ñoä phoå coâng suaát phaùt -60 dBm/Hz cho caùc thueâ bao gaàn vôùi toång ñaøi hôn nhö ñöôïc minh hoaï ôû hình 2.34. Trong caáu hình naøy aûnh höôûng cuûa VSDL leân ADSL laø khoâng ñaùng keå. Ta seõ phaân tích rieâng caùc keânh ADSL upstream vaø downstream. 71