Báo cáo thực tập: Phương pháp đánh giá chất lượng mạng cáp thông tin sợi đồng cung cấp dịch vụ DSL

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Luận văn

Phương pháp đánh giá chất lượng

mạng cáp thông tin sợi đồng cung cấp

dịch vụ DSL

-1- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

MỤC LỤC

Phần 1: Khái quát về DSL ............................................................ tr.5

1. Sự ra đời của kỹ thuật DSL .................................................. tr.5

2. Vòng thuê bao DSL ............................................................. tr.8

3. Kỹ thuật DSL ...................................................................... tr.10

4. Các thành phần của hệ thống DSL ...................................... tr.14

5. Các phiên bản DSL ............................................................. tr.20

Phần 2: Các phép đo đánh giá chất lượng ................................. tr.30

1. Trở kháng đặc tính ............................................................... tr.32

2. Phối hợp trở kháng .............................................................. tr.32

3. Suy hao phản hồi ................................................................. tr.33

4. Suy hao chèn ....................................................................... tr.33

5. Cân bằng dọc ....................................................................... tr.34

6. Xuyên kênh ......................................................................... tr.34

7. Nhiễu ................................................................................... tr.34

8. Lỗi đường dây ..................................................................... tr.38

9. Đo thử ADSL ...................................................................... tr.43

10. Tầm quan trọng của đánh giá mạng cáp đồng .................... tr.51

11. Phương pháp sử dụng máy đo............................................. tr.51

12. Các chiến lược đánh giá ..................................................... tr.53

Kết luận ................................................................................... tr.54

Phần 3: Nhận xét của giáo viên hướng dẫn ............................... tr.55

-2- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo - Thạc

sỹ Vũ Hồng Sơn cùng toàn thể các cô chú, anh chị làm việc ở Viện

Khoa học Kỹ thuật Bưu điện, những người đã tận tình hướng dẫn em

trong suốt thời gian thực tập.

Em xin bày tỏ lời cảm ơn đến những thầy cô giáo đã giảng dạy

em trong ba năm qua, những kiến thức mà em nhận được trên giảng

đường sẽ là hành trang giúp em vững bước trong tương lai.

Sinh viên

Lê Tuấn Anh

-3- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

LỜI NÓI ĐẦU

Từ đầu những năm 1990 các dịch vụ Internet bùng nổ mở đầu cho

nhu cầu truyền thông số liệu tăng nhanh. Thời kỳ này các modem

tương tự còn được sử dụng phổ biến để truy cập dữ liệu được truyền

qua mạng PSTN. Tuy nhiên, càng ngày các yêu cầu của khách hàng

càng cao hơn và các modem tương tự với tốc độ thấp không đáp ứng

được. Hơn nữa, các mạng PSTN được xây dựng để phục vụ các dịch

vụ thoại truyền thống phải đối mặt với tình trạng tắc nghẽn trầm trọng

do việc truyền số liệu chiếm thời gian lớn hàng chục phút. Thực tế

này thúc đẩy các nhà nghiên cứu viễn thông phải nhanh chóng tìm ra

một giải pháp hiệu quả để cung cấp các dịch vụ băng rộng tới khách

hàng. Trong số các giải pháp được đưa ra, công nghệ đường dây thuê

bao số DSL (Digital Subscriber Line) nổi bật ở tính khả thi hơn cả.

Không những đáp ứng được yêu cầu truyền số liệu tốc độ nhanh hàng

chục Mbps và đưa thông tin qua mạng truyền số liệu mà công nghệ

này còn không đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu lớn. Sở dĩ có những đặc

tính hấp dẫn như vậy thứ nhất là do loại bỏ được giới hạn băng tần

thoại, sử dụng toàn bộ băng tần hàng chục MHz của đôi dây đồng và

áp dụng các kỹ thuật tiên tiến tăng số bit/baud và thích ứng tốt với

môi trường truyền dẫn của đôi dây đồng. Thứ hai là do chỉ hoạt động

trên đôi dây đồng của mạch vòng thuê bao nên khi triển khai sẽ tận

dụng được cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng truy nhập đã được xây dựng

rộng khắp trên thế giới từ trước tới nay. Chính vì vậy mà công nghệ

DSL đã được lựa chọn như một công nghệ dẫn đầu cho việc xây dựng

mạng truy nhập trên toàn thế giới. Trong giai đoạn hiện nay, các tổ

chức tiêu chuẩn quốc tế và các nhóm làm việc liên quan như ANSI,

-4- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

ETSI, ITU, UAWG, T1E1.4, ADSL Forum ... đang nỗ lực đưa ra các

tiêu chuẩn chung cho các công nghệ này. Trên thế giới các nhà khai

thác và quản lý viễn thông cũng đã đưa công nghệ DSL vào mạng của

mình và dự đoán số thuê bao DSL sẽ tăng nhanh từ 18,7 triệu thuê bao

năm 2002 tới trên 200 triệu thuê bao vào năm 2005, và tại thời điểm

hiện nay là khoảng gần 700 triệu thuê bao DSL.

Sau một thời gian nghiên cứu, được sự hướng dẫn tận tình của thầy

giáo Ths.Vũ Hồng Sơn. Em đã nghiên cứu tổng quan về “Phương pháp

đo đánh giá chất lượng mạng cáp thông tin sợi đồng cung cấp dịch

vụ DSL”. Tuy nhiên vì thời gian và kiến thức còn nhiều hạn chế nên bản

báo cáo này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong

nhận được sự góp ý giúp đỡ của các thầy cô giáo trong Khoa Viễn thông

và các bạn để bản báo cáo thực tập của em được hoàn thiện tốt hơn.

-5- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Phần 1. KHÁI QUÁT VỀ DSL I. Sự ra đời của kỹ thuật DSL DSL (Digital Subscriber line: đường dây thuê bao số) là họ đường dây thuê bao số gồm nhiều công nghệ có tốc độ, khoảng cách truyền dẫn khác nhau và được ứng dụng vào các dịch vụ khác nhau… được sử dụng đầu tiên với IDSL (Integrated Services Digital network: mạng số đa dịch vụ) là mạng tiên phong trong việc số hóa dịch vụ thoại, tích hợp với dịch vụ số liệu truyền tải từ người sử dụng đến người sử dụng. Nhiều đặc tính tiến bộ của phiên bản DSL sau này được lấy từ thực tế của IDSL. Trong những năm đầu 1990 nhiều nhà cung cấp đã mạnh dạn dùng 2B1Q ở tốc độ truyền dẫn cao hơn để cung cấp các đường truyền T1 và E1 mà không dùng các trạm tiếp vận. Kỹ thuật được sử dụng là chia dịch vụ 1544Kbps thành 2 cặp dây (4 dây), mỗi đôi dây hoạt động ở tốc độ 748Kbps. Bằng cách chia dịch vụ qua 2 đôi dây và tăng số bit thông tin trên mỗi tín hiệu làm cho tốc độ truyền dẫn trên mỗi đôi dây cần phổ tần hẹp hơn và cho phép thực hiện đường dây thuê bao dài hơn. Kỹ thuật này gọi là đường dây thuê bao số tốc độ cao (HDSL: Hight-bit-rate Digital Subsciber Line). Kết quả là HDSL trên nền tảng dịch vụ DS-1 đã có thể truyền tải qua khoảng cách dài đến 4km cho cỡ dây 24AWG và 3km cho cỡ dây 26AWG mà không phải bố trí các trạm tiếp vận. HDSL E1 dựa trên 2B1Q ban đầu chia dịch vụ 2048Kbps thành 3 đôi dây (6 dây) đê cố gắng đạt được độ dài vòng thuê bao mong muốn. Khi kỹ thuật đã được hình thành và việc thực hiện được cải tiến HDSL E1 chuyển sang sử dụng 2 đôi dây, mỗi dây hoạt động ở tần số 1168Kbps giống như với đường truyền T1.

-6- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Hình 1.1.1. Mô hình thay thế T1/E1 không có các trạm tiếp vận

Hình 1.1.2. Mô hình HDSL2 thay thế T1

Cùng với 2B1Q hãng Paradyne bắt đầu phát triển một hệ thống thu phát tương tự HDSL sử dụng một kiểu mã hóa gọi là kỹ thuật điều chế CAP (Carrierless Amplitude and Phase). Giống như mã 2B1Q, CAP là một kỹ thuật mã hóa tiên tiến cho phép truyền nhiều bit thông tin trên một chu kỳ tín hiệu hay baud. Tuy nhiên CAP được thiết kế để có thể truyền từ 2 đến 9 bit trên một chu kỳ tín hiệu. Điều này cho phép các máy thu phát dựa trên ký thuật CAP phát một lượng thông tin sử dụng phổ tần nhỏ hơn 2B1Q nghĩa là suy hao tín hiệu nhỏ hơn và vòng thuê bao dài hơn. Cả hai phương pháp mã hóa 2B1Q và CAP đều được 2 tổ chức tiêu chuẩn hóa là viện tiêu chuẩn hóa quốc gia Hoa kỳ (ANSI) và Viện tiêu chuẩn hóa viễn thông châu Âu (ETSI) thực hiện tiêu chuẩn hóa cho HDSL.

-7- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Có một vài trường hợp các nhà sản xuất phát triển các sản phẩm sử dụng các ký thuật mã hóa khác với 2B1Q và CAP. Tuy nhiên, những trường hợp này là riêng lẻ và không được các cơ quan tiêu chuẩn hóa thừa nhận.

Hình 1.1.3. So sánh phổ tần của HDSL và T1 sử dụng AMI

Hình 1.1.4. So sánh giữa tốc độ đường truyền và độ dài vòng thuê bao

Bảng 1. công nghệ xDSL trên đường dây cáp đồng so với modem qua PSTN

-8- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

HDSL hoạt động ở 1544kbps (đường truyền T1 ở Hoa Kỳ) và ở 2048kbps (đường truyền E1 ở châu Âu). ở cả 2 tốc độ này HDSL đều là đối xứng (tốc độ như nhau ở cả 2 hướng). HDSL hoạt động ở tốc độ 1544kbps sử dụng đôi dây xoắn đôi với độ dài tối đa là 5km còn HDSL hoạt động ở 2048kbps sử dụng 3 đôi cho cùng khoảng cách này. Phiên bản mới nhất của HDSL là HDSL2 chỉ dùng 1 đôi dây. SDSL là giải pháp cố gắng sử dụng 1 đôi dây cáp xoắn dài dưới 3,3km và có tốc độ ngang ngửa với HDSL. SDSL cung cấp truyền tải 768kbps và vì chỉ HDSL2 thực hiện được tất cả chức năng truyền tải của SDSL và còn tốt hơn nên về sau SDLS sẽ bị thay thế bởi HDSL2. ADSL khắc phục nhược điểm cự ly thông tin ngắn của SDSL so truyền tải song công đối xứng bằng cách thực hiện truyền song công bất đối xứng thích hợp với các dịch vụ dải rộng ngày nay và đưa cự ly thông tin đến 6km. VDSL là thành viên mới nhất của họ xDSL với tốc độ truyền tải nhanh nhất và cự ly truyền tải thên cáp đồng lên đến 1,5km phục vụ chủ yếu cho ATM. II. Vòng thuê bao DSL Với công nghệ DSL đường dây thuê bao cáp đồng xoắn đôi vẫn như cữ nhưng lắp thêm một số thiết bị cho phép nhà cung cấp dịch vụ thực hiện dịch vụ thoại và dữ liệu tốc độ cao. ở phía thuê bao thoại được phát qua tín hiệu điện thoại tương tự vào vòng thuê bao cáp đồng. Số liệu cũng được truyền tải trên cùng đường dây với điện thoại nhưng phải qua một bộ modem DSL phát số liệu qua tín hiệu số dung lượng lớn tần số cao. Những tín hiệu này được gửi từ thuê bao cho tổng đài nội hạt. Ở tổng đài nội hạt tín hiệu được chuyển sang cho một bộ tách tín hiệu (splitter) và

-9- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

một hệ thống quản lý vòng thuê bao (local-loop management system) đến bộ ghép truy xuất đường dây thuê bao số (DSLAM: Digital Subscriber Line Access Multiplexer). Bộ tách tín hiệu lọc tín hiệu điện thoại tiêu chuẩn và chuyển cho bộ chuyển mạch thoại còn tín hiệu số dung lượng lớn được đưa đến bộ DSLAM để nhận biết, ghép tín hiệu từ nhiều đường dây thuê bao khác nhau. Hệ thống quản lý vòng thuê bao có thể nằm trước hoặc sau bộ tách tín hiệu có chức năng kiểm tra dịch vụ điện thoại thuần tuý (POTS: Plain Old Telephone Service) và kiểm tra tín hiệu số dung lượng lớn để trợ giúp cài đặt dịch vụ, bảo dưỡng và sửa chữa. Từ DSLAM, dữ liệu số được đưa qua một bộ định tuyến (router) để chuyển đến mạng Internet.

Hình 1.2.1. Vòng thuê bao DSL

Để cung cấp dịch vụ truyền tải dữ liệu tốc độ cao và dịch vụ thoại đa kênh nhà cung cấp dịch vụ cần phải lắp đặt thêm nhiều thiết bị. Ở tại thuê bao các đường dây thoại và số liệu được kết nối đến một thiết bị truy xuất tích hợp (IAD: Integrated Access Device). Tại đây tín hiệu thoại được gói hoá (packetize) và tín hiệu thoại dạng gói cùng với dữ liệu được ghép lại và được truyền dưới dạng tín hiệu số dung lượng lớn tần số cao đến tổng đài nội hạt (CO: Central Office). Ở tổng đài nội hạt tín hiệu được chuyển qua hệ thống quản lý đường dây thuê bao và được tiếp nhận tại DSLAM. Hệ thống quản lý vòng thuê bao có chức năng kiểm tra dịch vụ điện thoại thuần tuý (POTS: Plain Old Telephone Service) và kiểm tra tín hiệu số dung lượng lớn để trợ giúp cài đặt dịch vụ, bảo dưỡng và sửa chữa. Bộ DSLAM nhận biết và ghép tín hiệu từ nhiều đường dây thuê bao khác nhau.

-10- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Hình 1.2.2. Vòng thuê bao DSL đa dịch vụ

Từ DSLAM, dữ liệu gói được đưa qua một bộ định tuyến (router) để chuyển đến mạng PSTN hay Internet. Với mạng đường dây thuê bao số mới này đặc tính tín hiệu truyền giữa thuê bao và tổng đài khác với mạng tương tự dải hẹp rất nhiều. Tín hiệu được truyền ở tần số cao hơn và phổ tần số rộng hơn. Thông tin đa dịch vụ, thoại đa kênh, dữ liệu tốc độ cao và video được truyền dưới dạng tín hiệu số. Để quản lý mạng này một cách hiệu quả nhà cung cấp dịch vụ cần phải có nhiều công cụ mới và nhiều chiến lược quản lý mạng mới. III. Kỹ thuật DSL Mạng PSTN mạng thuê bao nội hạt của nó được thiết kế theo tiêu chuẩn giới hạn truyền dẫn kênh thoại tương tự 3400Hz. Ví dụ: điện thoại, MODEM quay số, MODEM fax, đều được giới hạn truyền dẫn trên đường dây điện thoại với phổ tần số từ 0 Hz đến 3400Hz. Tốc độ thông tin cao nhất có thể đạt được trong phổ tần số 3400Hz là 35kbps và thực tế đã đạt được 33,6 kbps.

Vậy làm cách nào công nghệ DSL có thể đạt được tốc độ thông tin hàng triêu bit mỗi giây trên cùng một môi trường truyền dẫn cáp đồng như vậy. Câu trả lời thật đơn giản: loại bỏ giới hạn 3400Hz! DSL cũng như T1 và E1 trước đó sử dụng tầm tần số rộng hơn kênh thoại. Ứng dụng như vậy đòi hỏi truyền dẫn thông tin trên một tầm tần số rộng từ một đầu dây tới thiết bị thu ở đầu bên kia. Có 3 vấn đề

-11- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

nảy sinh khi ta loại bỏ giới hạn 3400Hz và đột ngột tăng cao tốc độ thông tin trên cáp đồng:

- Suy hao (attenuation): là tiêu tán năng lượng của tín hiệu truyền dẫn trên đường dây. Việc đi dây trong nhà cũng góp phần làm suy hao tín hiệu. - Bridged tap: Các đoạn dây kéo dài không có kết thúc của vòng thuê bao gây ra thêm mất mát một số tần số xung quanh giá trị tần số có một phần tư bước sóng bằng độ dài đoạn kéo thêm.

- Xuyên kênh (crosstalk): xuyên kênh giữa hai đôi dây trong một bó cáp

gây ra bởi năng lượng điện mang theo trong mỗi đôi dây.

Người ta thường so sánh truyền dẫn tín hiệu điện với lái xe hơi. Tốc độ xe hơi càng nhanh càng tốn nhiều nhiên liệu và càng mau phải đổ xăng. Với tín hiệu điện truyền trên cáp đồng thì sử dụng tần số càng cao sẽ càng làm giảm cự ly thông tin. Điều này là do tín hiệu tần số cao truyền qua cáp kim loại suy hao nhanh hơn tín hiệu tần số thấp. Một phương pháp để tối thiểu hoá suy hao là sử dụng dây trở kháng thấp. Dây cỡ lớn có trở kháng nhỏ hơn dây cỡ nhỏ nên làm suy hao tín hiệu ít hơn và tín hiệu có thể truyền được đến khoảng cách lớn hơn. Dĩ nhiên sử dụng dây cỡ lớn sẽ làm tăng nhanh chi phí cho mạng cáp tính trung bình trên từng metre dây. Vì vậy các công ty khai thác điện thoại thiết kế mạng cáp sử dụng cỡ dây nhỏ nhất có thể được cho dịch vụ truyền tải. Ở Bắc Mỹ (Hoa Kỳ, Gia Nã Đại và Mễ Tây Cơ), mạng cáp nội hạt thường là 24AWG và 26AWG. Quy tắc thiết kế được hầu hết các công ty điện thoại sử dụng là dùng cỡ dây nhỏ hơn một chút cho các vòng thuê bao gần tổng đài nội hạt để tiết kiệm tối đa khoảng không gian chiếm chỗ và dùng cỡ dây lớn hơn một chút cho các vòng thuê bao xa để mở rộng tối đa chiều dài vòng thuê bao. Trong hầu hết các thị trường ngoài Bắc Mỹ cỡ dây được xác định bằng đường kính với đơn vị đo là milimetre. Chẳng hạn 0,4 mm tương đương với 26 AWG và 0,5 mm tương đương với 24 AWG là các cỡ dây được sử dụng nhiều nhất trong khi ở các quốc gia đang phát triển đôi khi cỡ dây được sử dụng ở các vùng dân cư mới đã tăng lên đến 0,6 mm hay 0,9 mm. Sự không đồng nhất cỡ dây đã tăng thêm thách thức trong việc xác định thực hiện từng loại hệ thống DSL cho từng loại vòng thuê bao riêng biệt. Vào những năm đầu của thập kỷ 80 trong thế kỷ trước, các nhà cung cấp thiết bị đã đầu tư phát triển hướng đến ISDN tốc độ cơ sở cung cấp 2 kênh B (Binary channel) 64 kbps và một kênh D (Digital channel) dùng cho báo hiệu và truyền dữ liệu. Các bit dữ liệu nghiệp vụ thêm vào làm cho tốc độ đường truyền phải lên đến 160 kbps. Điều chủ yếu để đường dây ISDN có thể kéo dài đến 6000 m là sử dụng

-12- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

các vòng thuê bao cáp đồng không có cuộn phụ tải. Tuy nhiên kỹ thuật mã AMI đòi hỏi phải truyền tải ở tốc độ nhỏ hơn 160 000 Hz. Vào năm 1988 người ta tăng hiệu quả của mã AMI lên gấp đôi bằng cách sử dụng truyền tải 2 bit thông tin trên mỗi chu kỳ tín hiệu hình sine hay baud. Mã đường dây này được gọi là mã 2 bit nhị phân một tín chữ số tứ phân (2B1Q: 2 Binary 1 Quaternary). Mã 2B1Q trên đường truyền BRI của ISDN sử dụng tầm tần số từ 0 đến xấp xỉ 80kHz và đạt đến tầm liên lạc 6km. Năng lượng điện được truyền trên cáp đồng là sóng đã được điều chế và nó phát xạ năng lượng qua các vòng dây đồng lân cận trong cùng một bó cáp. Sự ghép năng lượng điện từ này gọi là xuyên kênh (crosstalk). Trong mạng điện thoại các dây dẫn đồng cách điện được bó với nhau thành một chão cáp. Các hệ thống kế cận trong một chão cáp phát hoặc thu thông tin trong cùng một tầm tần số có thể tạo ra nhiễu xuyên kênh đáng kể. Đó là do tín hiệu xuyên kênh cảm kháng kết hợp với tín hiệu truyền trên đường dây. Kết quả là dạng sóng có hình dáng khác xa với dạng sóng được truyền đi.

Xuyên kênh có thể phân thành 2 loại: - Xuyên kênh đầu gần (NEXT: Near End Crosstalk) là đáng kể nhất do tín hiệu năng lượng lớn từ các mạch kế cận có thể cảm ứng tạo ra xuyên kênh tương đối mạnh lên tín hiệu nguyên thủy.

- Xuyên kênh đầu xa (FEXT: Far End Crosstalk) thường nhỏ hơn nhiều so với xuyên kênh đầu gần vì tín hiệu đầu xa bị suy hao khi nó chạy trên vòng thuê bao.

Hình 1.3.1. mô hình khái niệm NEXT/FEXT

Xuyên kênh là yếu tố rất quan trọng trong việc thực hiện nhiều hệ thống. Vì vậy, việc thực hiện hệ thống DSL thường được nói đến kèm theo sự hiện diện của các hệ thống khác có khả năng tạo ra xuyên kênh. Chẳng hạn, độ dài tối đa của vòng thuê bao của một hệ thống DSL có thể được nói đến kèm theo sự hiện diện của 49 tác nhân gây nhiễu ISDN hay 24 tác nhân gây nhiễu HDSL nghĩa là DSL

-13- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

đang sử dụng nằm trong một bó cáp 50 đôi có 49 đôi dây ISDN hoặc 24 mạch 4 dây HDSL. Vì vậy, các tham số thực hiện sẽ còn có tác dụng trong một thời gian dài. Phát và thu thông tin trên cùng một phổ tần số sẽ tự tạo ra nhiễu trong chính một vòng thuê bao. Nhiễu này khác với xuyên kênh vì dạng sóng ở phát đã được máy thu cùng đầu dây biết trước và có thể được loại trừ một cách hiệu quả từ tín hiệu thu đã bị suy hao. Phương pháp loại trừ thành phần sóng phát gọi là triệt tiếng dội (echo cancellation). Khi tác động của suy hao và nhiễu không lớn lắm thì các hệ thống DSL có thể phục hồi lại chính xác tín hiệu dưới dạng số. Tuy nhiên, khi tác động của các hiện tượng này khá lớn thì tín hiệu sẽ không phục hồi được chính xác ở đầu thu và sẽ xảy ra sai nhầm trong chuỗi bit phục hồi. Một vài hệ thống DSL dùng các phổ tần khác nhau để phát và thu tín hiệu. Phương pháp tách biệt tần số này gọi là ghép kênh phân tần (FDM: Frequency Division Multiplexing). Ưu điểm của của các hệ thống FDM so với các hệ thống triệt tiếng dội là loại trừ được xuyên kênh đầu gần NEXT vì hệ thống không thu tín hiệu cùng tần số với tín hiệu phát của các hệ thống lân cận. Xuyên kênh còn lại là FEXT nhưng FEXT xuyên kênh rất yếu do nguồn tạo ra FEXT ở tận đầu bên kia của vòng thuê bao làm suy hao FEXT rất nhiều. Vì vậy, các hệ thống FDM thường chống nhiễu từ các hệ thống lân cận tốt hơn so với các hệ thống triệt tiếng dội. Một hiện tượng khá lý thú cần lưu ý là các hệ thống triệt tiếng dội tạo ra tự xuyên kênh (self NEXT). Tự xuyên kênh tạo ra nhiễu đáng kể cho các hệ thống triệt tiếng dội khác trong cùng một chão cáp. Vì vậy việc sử dụng nhiều hệ thống triệt tiếng dội giống nhau sẽ làm giảm khả năng kéo dài vòng thuê bao của cả nhóm trong cùng một chão cáp. Ví dụ, một hệ thống HSDL T1 dựa trên CAP hay 2B1Q riêng lẻ có thể đạt được độ dài 4 Km. Tuy nhiên khi thêm vài hệ thống dựa trên CAP hay 2B1Q thì độ dài vòng thuê bao tối đa chỉ còn 3 Km hay ngắn hơn nữa. Hiện tượng này hầu như xảy ra ở hầu hết các đường dây thuê bao số sử dụng phương pháp triệt tiếng dội. Do vậy khi chọn công nghệ DSL các nhà cung cấp dịch vụ phải kiểm tra việc thực hiện hệ thống với sự hiện diện của NEXT chắc chắn sẽ tồn tại khi có nhiều dịch vụ được sử dụng. Cách xử lý kỹ thuật của các hệ thống FDM là các tín hiệu của 2 chiều upstream và downstream chiếm giữ tầm tần số lớn hơn nhiều so với các hệ thống triệt tiếng dội chồng chập tín hiệu thu và phát làm giảm chiều dài tối đa của vòng thuê bao. Trong nhiều trường hợp suy hao là yếu tố chính khi thực hiện còn trong các trường hợp khác xuyên kênh lại là nhân tố ảnh hưởng chính. Vì vậy việc vận dụng

-14- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

tối ưu thay đổi tuỳ theo môi trường làm việc. Trong môi trường có các hệ thống giới hạn xuyên kênh đầu gần thì hệ thống triệt tiếng dội tỏ ra tốt hơn còn trong môi trường mà xuyên kênh đầu gần lấn át thì hệ thống FDM thực hiện tốt hơn.

Hình 3.2. Đặc tính phổ tần cùa hệ thống tín hiệu triệt tiếng dội EC so với hệ thống tín hiệu ghép phân tàn FDM

Một cách để quản lý chắc chắn xuyên kênh là đầu tiên phải khảo sát các dịch vụ được sử dụng trong cùng một bó cáp và tránh việc những dịch vụ này tạo ra xuyên kênh. Ví dụ: phổ của đường truyền T1 AMI hay đường truyền E1 HDB3 ảnh hưởng xuyên kênh đến hầu hết các đường dây DSL. Do vậy, hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ theo một quy tắc là không cho phép sử dụng các dịch vụ T1 hay E1 trong cùng một bó cáp với các đường dây DSL. Trong một cố gắng để kích thích sự cạnh tranh trên thị trường FCC đã tổ chức một hội nghị bàn tròn về quản lý phổ (Spectrum management) vào tháng 10 năm 1998 để đạt được tiêu chuẩn công nghiệp cho phép các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau cùng chia nhau mạng cáp với các sản phẩm cạnh tranh. Kết quả của hội nghị bàn tròn là uỷ ban ANSI T1E1.4 (ANSI: American National Standardization Institute) được yêu cầu phát triển một tiêu chuẩn quản lý phổ vì những kinh nghiệm của họ trong lĩnh vực tiêu chuẩn hoá công nghệ thuê bao nội hạt. Tiến trình vẫn rất chậm chạp do phải đạt được quan hệ cân bằng giữa các tổ chức quản lý mạng và các nhà cung cấp dịch vụ. Tuy nhiên người ta mong đợi thỏa thuận sẽ đạt được một thời gian ngắn sắp tới với sự thông qua của FCC về những vấn đề cơ bản của tiêu chuẩn trong tương lai. Nền công nghiệp sẽ sử dụng tiêu chuẩn này làm cơ sở cho phát triển công nghệ và các quy tắc sử dụng vòng thuê bao. Mục tiêu của tiêu chuẩn là cho phép đổi mới và cạnh tranh giữa các nhà cung cấp dịch vụ cũng như giữa các nhà cung cấp thiết bị trong khi vẫn bảo vệ các dịch vụ hiện có. Điều này có được từ các hạn chế về công suất phát, tần số tín hiệu và độ dài vòng thuê bao. Chín nhóm quản lý tần số được xây dựng bao gồm phổ tần

-15- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

số của các độ rộng khác nhau và giới hạn độ dài vòng thuê bao của chúng. Phổ tần số rộng hơn sẽ cho phép tốc độ số liệu cao hơn nhưng lại hạn chế độ dài vòng thuê bao nhiều hơn. IV. Các thành phần của hệ thống DSL Như đã biết, cơ sở hạ tầng mạng cáp đồng hiện nay vốn được thiết kế để truyền tải dịch thoại và trên thực tế nó đã thực hiện rất xuất sắc. Tuy nhiên, mạng điện thoại hiện tại không thích hợp cho việc truyền dữ liệu tốc độ cao. Hình 1.4.1 minh hoạ một cấu hình mạng truyền thống cung cấp dịch vụ truyền số liệu tốc độ thấp (chẳng hạn, 28,8 kbps) và dữ liệu tốc độ cao. Ở phía khách hàng được bố trí một MODEM tương tự cung cấp kết nối tốc độ thấp với mạng truy nhập nội hạt hoặc một DSU (Digital Service Unit) hay NTU (Network Termination Unit) dùng cho kết nối tốc độ cao như các dịch vụ 56/64 kbps hay T1/E1. Khi chuyển từ thế giới tương tự tốc độ thấp sang thế giới số tốc độ cao người ta đã thực hiện một biến đổi quan trọng. Trong khi tín hiệu MODEM tương tự được truyền tải qua hệ thống chuyển mạch điện thoại (cung cấp khả năng quay số toàn thế giới) thì tất cả dữ liệu tốc độ cao đều đi vòng qua hệ thống chuyển mạch này. Đó là do các hệ thống chuyển mạch điện thoại không được thiết kế để truyền tải dữ liệu tốc độ cao.

Hình 1.4.1. Truyền dữ liệu vào mạng điện thoại truyền thống

Ở hình vẽ 1.4.1 người ta có thể bố trí các mạch dữ liệu số tốc độ cao qua vòng thuê bao, xuyên qua DACS (Digital Access and Cross-Connect System) và hệ thống truyền dẫn, vòng qua khỏi hệ thống chuyển mạch điện thoại. Về tổng quát có

-16- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

thể nói các dịch vụ dữ liệu số tốc độ thấp dựa trên kỹ thuật MODEM truyền thống tích hợp rất tốt với mạng điện thoại đơn thuần vì các hệ thống chuyển mạch điện thoại đã được tính đến rong các giải pháp truyền số liệu này. Trong khi đó, các dịch vụ tốc độ cao phải được cấu hình trong một mạng chuyên biệt hoàn toàn tránh các hệ thống chuyển mạch điện thoại. Khái niệm này sẽ được mở rộng khi ta khảo sát các cấu hình riêng của DSL. Khi sử dụng công nghệ DSL trên vòng thuê bao sẽ cho phép thực hiện dịch vụ truy nhập tốc độ cao không cần bố trí các trạm tiếp vận. Khi sử dụng các dịch vụ dựa trên DSL dữ liệu nhận được ở tổng đài nội hạt đi vòng qua hệ thống chuyển mạch điện thoại và được tập trung, chuyển sang mạng liên đài. Như chúng ta sẽ thấy ở phần sau, một bộ DSLAM được sử dụng để tập hợp các kênh số liệu trước khi chuyển đi. Hơn nữa, ta sẽ thấy cách DSLAM sử dụng công nghệ ghép gói và tế bào vào TDM làm cho hiệu quả tốc độ tăng cao. Hình vẽ 1.4.2 minh hoạ một sơ đồ điển hình của mạng DSL. Mạng cần phải thiết lập một vài loại thiết bị mạng số liệu để thực hiện các dịch vụ số liệu tốc độ cao. Hình vẽ cũng cho thấy một DSLAM đa dịch vụ được bố trí ở tổng đài nội hạt và một điểm kết thúc DSL được lắp đặt ở văn phòng hoặc nhà riêng của thuê bao. Thường các điểm kết thúc DSL là các bộ MODEM, các bộ định tuyến (router) hay các thiết bị truy xuất tích hợp (IAD: Integrated Access Device) có khả năng chấp nhận cả thoại và số liệu. Tốc độ truyền dẫn có thể lên đến 8 Mbps hoặc hơn nữa tùy thuộc vào một số yếu tố bao gồm cả thiết bị, độ dài vòng thuê bao và tình trạng chất lượng vòng thuê bao.

Hình 1.4.2. Sơ đồ điển hình dịch vụ dựa trên DSL

-17- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Thành phần này cung cấp giao tiếp truyền dẫn chính cho hệ thống DSLAM. Thiết bị này có thể cung cấp các giao tiếp cụ thể như T1/E1, T3/E3, OC-1, OC-3, OC-12, STS-1 và STS-3. Mạng thuê bao nội hạt tận dụng mạng thuê bao điện thoại liên đài làm cơ sở. Để cung cấp khả năng kết nối giữa các nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng dịch vụ cần phải lắp đặt thêm nhiều thiết bị như các hệ thống chuyển mạch frame relay, ATM và các bộ định tuyến. Các thiết bị chuyển mạch ATM đang ngày càng được sử dụng nhiều và các thế hệ DSLAM sắp tới sẽ bao gồm cả chuyển mạch ATM. Một khái niệm cần đề cập đến là nút truy nhập (AN: Access Node) là nơi đặt các thiết bị chuyển mạch và định tuyến. Tùy thuộc vào quy mô của mạng thuê bao và giá thành liên quan đến việc chuyển vận mà có thể bố trí một hay nhiều AN trên mạng thuê bao nội hạt. Với các thế hệ DSLAM mới được tích hợp cả AN kết hợp với các hệ thống chuyển mạch ATM. DSLAM được bố trí cạnh tổng đài nội hạt và là nền tảng của giải pháp DSL. Về mặt chức năng DSLAM tập hợp lưu lượng dữ liệu từ các vòng thuê bao DSL vào xương sống của mạng để kết nối với phần còn lại của mạng. DSLAM cung cấp dịch vụ vận chuyển gói số liệu, tế bào số liệu hay các ứng dụng chế độ mạch qua việc tập trung các đường dây DSL vào các ngõ ra 10Base-T, 100Base-T, T1/E1 T3/E3 hay ATM. Ngày nay một vài DSLAM đã được nhiệt đới hoá để có thể lắp đặt ở những vùng không có điều hoà nhiệt độ. Điều này cho phép lắp đặt các DSLAM tại các remote terminal hay các tủ đặt bên lề đường thay vì phải lắp đặt tại tổng đài nội hạt. Khả năng di chuyển DSLAM tới những vị trí xa tổng đài (cùng với công nghệ vòng thuê bao mở rộng) làm tăng nhanh ảnh hưởng của các nhà cung cấp dịch vụ, cho phép cung cấp dịch vụ đến những khách hàng mà bình thường DSL không thể vươn tới được. Ngoài chức năng tập trung thì tùy thuộc vào từng dịch vụ được cung cấp một DSLAM có thể có thêm các chức năng khác. Trong một vài trường hợp một DSLAM có thể có khả năng được yêu cầu mở các gói số liệu để thực hiện một tác vụ nào đó. Ví dụ, để hỗ trợ việc gán địa chỉ IP động bằng DHCP (Dynamic Host Control Protocol) mỗi gói phải được xem xét để chuyển đến đích đúng của nó. Thiết bị kết thúc (endpoint) DSL MODEM/router là thiết bị đầu cuối phía người sử dụng dùng để kết nối người sử dụng dịch vụ với vòng thuê bao DSL. Kết nối kết thúc DSL thường là 10Base-T, V.35, ATM hay T1/E1. Các sản phẩm đời mới của người sử dụng cũng hỗ trợ các phương pháp giao tiếp internal khác như USB, IEEE 1394 hay PCI. Thêm vào đó thiết bị kết thúc DSL tại CPE (Customer

-18- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Premises Equipment: thiết bị tài sản khách hàng) đang được phát triển với các cổng được thiết kế hỗ trợ cho từng ứng dụng riêng biệt như cổng RJ11 dành cho dịch vụ thoại, cổng video dành cho dịch vụ video dựa trên DSL và các giao tiếp mạng mới như Home PNA (Home Phoneline Networking Alliance) hay các giao tiếp mạng như Ethernet vô tuyến 802.11. Các thiết bị kết thúc DSL của tài sản khách hàng có một số cấu hình khác nhau tùy thuộc vào dịch vụ cụ thể được cung cấp. Ngoài việc cung cấp chức năng cơ bản của một MODEM DSL nhiều thiết bị kết thúc còn có thêm một số chức năng như định tuyến, ghép kênh TDM hay ghép kênh ATM.

Các thiết bị DSL endpoint phải có các đặc tính sau: - có khả năng cung cấp thống kê quản lý lớp 1, lớp 2 như tỷ số SNR chẳng

hạn

- có khả năng cung cấp thống kê MIB lớp 3 như đếm gói chẳng hạn - phải hoàn toàn quản lý được từ phía các nhà cung cấp dịch vụ mà không

cần cử nhân viên đến tận nơi

- hỗ trợ thực hiện giám sát trực tiếp để nhanh chóng dò sai hỏng, cách ly

và thực hiện sửa chữa

- có khả năng tải từ xa các phần mềm nâng cấp - giao tiếp tốt với các thiết bị của hãng khai thác trung gian như thiết bị

truy xuất tích hợp IAD chẳng hạn.

Các thiết bị kết thúc định tuyến đem lại sự mềm dẻo cho IP từ vị trí khách hàng. Với một thiết bị kết thúc IP-aware có thể tạo ra và duy trì được các mạng nội bộ, cho phép phân đoạn hiệu quả các LAN từ xa cũng như việc nhận dạng dòng dữ liệu downstream là multicast hay unicast. Vùng đa dịch vụ cũng có thể được các người sử dụng LAN từ xa tận dụng cùng lúc. Vùng đa dịch vụ trở nên quan trọng khi ta có một nhóm lớn các người sử dụng cần truy nhập các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau. Các bộ tách dịch vụ (splitter) POTS được lắp thêm ở cả tổng đài nội hạt và phía người sử dụng dịch vụ cho phép sử dụng vòng thuê bao cáp đồng truyền dẫn đồng thời dữ liệu tốc độ cao và một kênh điện thoại khi dịch vụ dựa trên DSL đang sử dụng có hỗ trợ các dịch vụ này. Các bộ tách dịch vụ POTS thường có 2 cấu hình: cấu hình đơn được thiết kế để lắp ở nhà riêng thuê bao và cấu hình nhiều dây được thiết kế để lắp đặt ở tổng đài nội hạt. Lưu ý rằng trong khi nhiều sơ đồ mã đường dây DSL hỗ trợ một kênh dịch vụ điện thoại đơn thuần POTS thì một số sơ đồ mã đường dây DSL khác lại không hỗ trợ loại dịch vụ này.

Bộ tách dịch vụ điện thoại đơn thuần POTS có thể là dạng tích cực hoặc dạng thụ động:

-19- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

- Bộ tách dịch vụ điện thoại đơn thuần POTS thụ động không cần phải được cấp thêm nguồn điện bên ngoài. Bộ tách dịch vụ điện thoại đơn thuần POTS thụ động hỗ trợ các dịch vụ thường trực như số điện thoại khẩn cấp 911 (ở Hợp chủng quốc Hoa Kỳ) ngay cả khi nguồn điện nhà đèn bị mất ở DSLAM hay MODEM DSL.

- Bộ tách dịch vụ điện thoại đơn thuần POTS tích cực phải được cấp nguồn từ bên ngoài cho điện thoại và tín hiệu DSL để hoạt động trên đôi dây cáp đồng. Khi mất điện thì muốn duy trì các dịch vụ thường trực như số điện thoại khẩn cấp 911 (ở Hợp chủng quốc Hoa Kỳ) ngay cả khi nguồn điện nhà đèn bị mất ở DSLAM hay MODEM DSL phải có thêm nguồn điện dự phòng.

Ngày nay, các loại DSL như G.dmt ADSL, G.lite, ReachDSL và RADSL có thể được lắp đặt mà không cần bộ tách dịch vụ điện thoại POTS riêng ở thiết bị tài sản khách hàng (CPE: Customer Premises Equipment). Thay vào đó là các thiết bị thụ động gọi là các bộ microfilter được người sử dụng gắn giữa mỗi thiết bị điện thoại đơn thuần (như máy điện thoại, máy điện thoại không dây, máy trả lời điện thoại, máy fax nhóm 3 hay MODEM tương tự) với đường dây. Mạch microfilter thực chất chỉ là một bộ lọc thông thấp cho phép tín hiệu dải tần âm thoại đi qua và loại bỏ tín hiệu trong dải tần DSL để loại trừ xuyên kênh. Ưu điểm của phương pháp này là trong khi các bộ tách dịch vụ POTS truyền thống được người lắp đặt của các công ty cung cấp dịch vụ lắp ở thiết bị giao tiếp mạng (NID: Network Interface Device) thì các bộ microfilter được người sử dụng tự gắn dễ dàng khỏi phải gọi cho công ty cung cấp đến lắp đặt. Với các loại dịch vụ dựa trên DSL thực hiện qua các kết nối điện thoại đơn thuần POTS thì đây là chọn lựa quan trọng nhất khi lắp đặt. Trong khi các sản phẩm dựa trên RADSL cung cấp khả năng tách tần số các đường thoại đơn thuần POTS khỏi dịch vụ số liệu phổ tần dải thì một vài kỹ thuật không sử dụng bộ tách dịch vụ mới hơn như ReachDSL và G.lite đều cung cấp giải pháp trộn dịch vụ số với POTS dải nền mà vẫn bảo đảm cho tất cả các thành phần lưu lượng. Hơn nữa, một vài kỹ thuật không sử dụng bộ tách dịch vụ POTS đã đưa ra việc dò động các trạng thái nhấc, gác máy gọi là “fast retrain”. Khi nhấc máy những sản phẩm này tự động dịch tần số và giảm phần tần số thấp hơn của tín hiệu số để loại nhiễu tín hiệu âm tần và khi gác máy trở lại tín hiệu số lại tự động chuyển dịch về phía tần số thấp để cung cấp dịch vụ với tốc độ cao nhất có thể có được.

-20- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Các hệ thống DSLAM thế hệ thứ nhất và thứ hai căn bản là các hệ thống dịch vụ dữ liệu Internet thực hiện nhiệm vụ tập hợp nhiều kết nối DSL bằng cách sử dụng PPP (Point to point protocol: nghi thức điểm nối điểm) và các mạch ảo thường trực ATM để kết nối các người sử dụng với nhà cung cấp Internet. Phương pháp này tỏ ra thích hợp cho việc tập trung đơn giản các dịch vụ với nổ lực lớn nhất nhưng lại cồng kềnh và bất khả thi khi nhà cung cấp dịch vụ cố gắng đem lại cho khách hàng đa dịch vụ và nhiều mức chất lượng dịch vụ khác nhau. Khách hàng sử dụng DSLAM thế hệ thứ nhất về cơ bản bị giới hạn ở một mức chất lượng trên các kết nối PVC (Permanent Virtual Circuit). Mô hình đa dịch vụ ngày nay được thiết kế để cung cấp cho khách hàng không chỉ các truy nhập Internet tốc độ cao mà còn cả các dịch vụ trong môi trường thương mại như FRoDSL, VPN và VoDSL vốn đòi hỏi một phương tiện bảo đảm chất lượng dịch vụ phức tạp hơn nhiều. Vậy, làm sao những bộ DSLAM thế hệ sắp tới có thể cung cấp các dịch vụ như vậy? Có nhiều cách để đạt được điều đó nhưng chúng đều có điểm giống nhau là tận dụng cơ chế chất lượng dịch vụ có sẵn trong ATM. Có lẽ một trong những phần tử thiết yếu nhất của một hệ thống DSL toàn diện là hệ thống quản lý mạng (NMS: Network Management System). Các ứng dụng thương mại đòi hỏi hỗ trợ quản lý mạng tin cậy và phải được đưa vào bất cứ kế hoạch dịch vụ dựa trên DSL nào. Hệ thống DSL và các thành phần quản lý của nó phải được chia phần một cách an toàn để cho phép nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng dịch vụ ở dân dụng hay thương mại đều có thể quản lý được. Như vậy kích thước của một mạng DSL có thể biến đổi từ nhỏ cho đến rất lớn nên hệ thống quản lý cũng phải được điều chỉnh quy mô để thích ứng với những khác biệt này mà không mất mát chức năng quản lý. Các hệ thống quản lý phải mềm dẻo và đủ sức mạnh để hỗ trợ đa dịch vụ. Các dịch vụ mới được DSL đưa ra như các dịch vụ true end-to-end frame relay, VoDSL và VPN đòi hỏi sự tuân thủ chặt chẽ các tham số quản lý chất lượng, đo đạc và giám sát những tham số này để bảo đảm theo đúng thoả thuận mức dịch vụ (SLA: Service Level Agreement). SLA là những thoả thuận giữa nhà cung cấp dịch vụ và thuê bao dịch vụ và thường bao gồm một vài loại bồi thường tài chính cho bất cứ một sự không tuân thủ nào. Hệ thống quản lý mạng sử dụng mô hình tiến xa hơn nhiều so với mô hình cơ bản, cho phép các nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng chọn, cung cấp dịch vụ, giám sát thực hiện và báo cáo mức độ thực hiện so với SLA.

-21- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

V. Các phiên bản DSL Các hệ thống thu phát hiện nay có thể đạt được tốc độ của T1 hay E1 trên chỉ một đôi dây thuê bao ở cự ly của một hệ thống HDSL thông thường. Ứng dụng HDSL T1 hay E1 trên một đôi dây được gọi là SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line). Thực ra, thuật ngữ SDSL được dùng rộng rãi hơn và nó dùng để nói đến các dịch vụ đối xứng với tốc độ khác nhau trên một đôi dây. Về nguyên lý, sự chuyển từ 4 dây sang 2 dây chỉ là độ dài vòng. Bằng cách chia thông tin trên 2 đôi dây, các hệ thống HDSL có thể hoạt động trên tần số thấp hơn SDSL, kết quả là độ dài vòng thuê bao lớn hơn. Tuy nhiên trên thị trường độ dài vòng thuê bao SDSL T1 đạt được xấp xỉ 3,3 Km trong khi HDSL cũng chỉ khoảng 3,6 Km với cùng cỡ dây 24 AWG là sự khác biệt không đáng kể. Trong khi đó các đường dây SDSL cung cấp dịch vụ T1/E1 chỉ với một đôi dây là một khác biệt đáng chú ý. Mặc dù HDSL và SDSL đã được đưa vào sử dụng hàng loạt người ta vẫn không ngừng nghiên cứu và phát triển các mã đường dây mới cho đường dây DSL đối xứng. Có 2 kỹ thuật DSL đối xứng đã được tung ra thị trường:

- G.shdsl: là một tiêu chuẩn mới của SDSL. Tiêu chuẩn này đưa ra tốc độ truyền số liệu từ 192 kbps đến 2,3 Mbps với độ dài vòng thuê bao tối đa hơn SDSL 30% và cải thiện tính tương hợp phổ với các phiên bản DSL khác trong mạng.

- HDSL2: là tiêu chuẩn của ANSI để thay thế HDSL. HDSL2 cũng đưa ra tốc độ truyền số liệu 1544 kbps như giải pháp HDSL 4 dây truyền thống nhưng với ưu điểm chỉ sử dụng một đôi dây cáp đồng cộng với ưu điểm là giải pháp được tiêu chuẩn hoá cho nhiều nhà cung cấp thiết bị. HDSL2 chỉ sử dụng trong khu vực Bắc Mỹ nên một số nhà cung cấp vẫn xây dựng thiết bị dựa trên đặc tính G.shdsl.

-22- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Hình 1.5.1. So sánh tốc độ đường truyền HDSL/SDSL với HDSL2/SDSL2

Việc kéo dài cực đại vòng thuê bao với các loại mã đường dây khác nhau đã làm phát sinh nghiên cứu về đặc tính của bản thân mạng nội hạt. Nghiên cứu này cho thấy rằng có thể phát tín hiệu từ tổng đài đến thuê bao qua được khoảng cách lớn hơn chiều ngược lại. Điều này liên quan đến xuyên kênh, xuyên kênh bên phía tổng đài rất đáng kể so với phía thuê bao. Hiện tượng này là do càng gần tổng đài các mạch vòng thuê bao càng được ghép nhiều vào những bó cáp lớn, mỗi mạch lại tạo ra một xuyên kênh. Trong khi đó càng xa tổng đài đến đầu bên phía thuê bao các vòng thuê bao càng bị phân nhánh và càng ít vòng thuê bao đi song song. Vì vậy xuyên kênh được tạo ra ít hơn từ các bó cáp xa tổng đài. Một cách tận dụng đặc điểm của mạng cáp nội hạt nữa là khi dùng hệ thống FDM phải bảo đảm tín hiệu phát từ thuê bao đến tổng đài có tần số thấp hơn vì tần số thấp suy hao ít hơn tín hiệu tần số cao. Điều này bảo đảm tín hiệu nhận được càng cao càng tốt khi nó đến được môi trường tổng đài đầy rẫy xuyên kênh. Tóm lại, truyền số liệu từ tổng đài đến thuê bao sẽ có tốc độ cao hơn chiều ngược lại: truyền số liệu từ thuê bao đến tổng đài. Các thiết bị được thiết kế theo khái niệm này cung cấp việc truyền số liệu tốc độ cao hơn theo chiều từ tổng đài đến thuê bao gọi là thiết bị đường dây thuê bao số bất đối xứng (ADSL: Asymmetric DigitalSubscriber Line). Đảo ngược hướng của hệ thống ASDL đê cung cấp kênh thông tin tốc độ cao hơn cho mạng và kênh thông tin tốc độ thấp hơn cho người sử dụng sẽ làm giảm cự ly tối đa của vòng thuê bao. Thêm vào đó, nếu cấu hình này được cung cấp

-23- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

trong cùng một bó cáp với ADSL theo chiều ngược lại sẽ tạo ra tự xuyên kênh làm cho một hay cả hai không hoạt động được. Nếu cung cấp dịch vụ như vậy thì phải cung cấp trong bó cáp riêng. Gần như đồng thời với lúc tính bất đối xứng của các vòng thuê bao được ghi nhận thì các công ty điện thoại đang rất quan tâm đến việc cung cấp các dịch vụ video giải trí. Điều quan tâm này được thúc đẩy bởi mong muốn tăng doanh thu qua các dịch vụ mới.

Hình 1.5.2. Đặc tính phổ tần tín hiệu CAP và DMT

Vào cuối năm 1992, 3 loại mã đường dây có khả năng nhất trong việc cung cấp cho các dịch vụ video tốc độ cao xuất hiện là:

- QAM: Quadrature Amplitude and Phase Modulation, một loại mã đường

dây dùng trong kỹ thuật MODEM từ 20 năm qua.

- CAP lúc đầu được đưa ra cho HDSL và thực ra là một biến thể của

QAM.

- DMT: Discrete MultiTone là kỹ thuật đường dây được AT&T Bell Labs

đăng ký bản quyền (nhưng không sử dụng) từ hơn 20 năm nay.

Không giống như 2B1Q sử dụng kỹ thuật tín hiệu dải nền (baseband) phát tín hiệu gồm cả tần số 0 Hz (tín hiệu một chiều) các loại mã đường dây sử dụng dải thông dải (passband) và có thể được thiết kế để hoạt động trên bất kỳ tầm tần số nào. ADSL ngay từ đầu đã được thiết kế cho dịch vụ dân dụng nên cần tồn tại độc lập với dịch vụ điện thoại thuần túy. Vì vậy, thuộc tính dải tần của ADSL phải được tận dụng để tách (hay ghép phân tần FDM) với POTS (Plain Old Telephone Service), kênh thông tin upstream từ người sử dụng dịch vụ tới mạng và kênh thông tin downstream từ mạng tới người sử dụng dịch vụ. Ngoài kỹ thuật FDM

-24- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

một vài công nghệ DSL bao gồm cả DMT được thiết kế cung cấp kỹ thuật triệt tiếng dội cho các kênh upstream và downstream để tối thiểu hoá việc sử dụng tần số cao và tối ưu hoá độ dài vòng thuê bao. Tuy nhiên việc sử dụng các hệ thống triệt tiếng dội này sẽ giảm khi số dịch vụ cùng loại trong một bó cáp ngày càng tăng. Vào năm 1992 và đầu năm 1993 nhóm làm việc ANSI T1E1.4 (ANSI T1E1.4 Working Group) chọn một loại mã đường dây đơn cho tiêu chuẩn ADSL Video Dial Tone. Nhóm làm việc tập trung vào các dịch vụ video khác nhau từ video ghi sẵn nén sẵn (pre-recorded, pre-compressed) MPEG-1 (Motion Picture Experts Group) cho đến hệ thống có thể cung cấp đến 4 kênh video MPEG-1 cùng lúc hay một kênh MPEG-2 mã hoá thời gian thực ở tốc độ 6 Mbps. Sự tập trung cuối cùng hướng đến việc tối đa hoá độ dài vòng thuê bao với những tốc độ xác định tối ưu cho video. Bản chất video đồng bộ bit yêu cầu một tốc độ dữ liệu cố định để tránh sự suy giảm chất lượng hình ảnh video. Mặc dù về lý thuyết các loại mã đường dây đều có hiệu quả như nhau nhưng chỉ có DMT là mã đường dây đầu tiên được chọn dùng cung cấp dịch vụ 6 Mbps và được chọn làm tiêu chuẩn chính thức cho ADSL dùng cho dịch vụ Video Dial Tone. Bên cạnh đó các hệ thống dựa trên CAP cũng được sử dụng trên toàn thế giới cho các dịch vụ ADSL và Video Dial Tone. Trên nhiều thị trường Video Dial Tone khó có thể cạnh tranh giá cả với truyền hình cáp và truyền hình vệ tinh nên nó đang bắt đầu nhanh chóng biến khỏi thị trường Bắc Mỹ (Hoa Kỳ). Tiêu chuẩn gần đây nhất dành cho ADSL được ITU (International Telecommunication Union) đưa ra trong khuyến nghị G.dmt hay G.992 và ANSI (T1.413 Issue 2) cũng dựa trên kỹ thuật DMT và là cơ sở cho hầu hết các dịch vụ ADSL ngày nay. Tuy nhiên, một vài nhà cung cấp vẫn còn sử dụng hệ thống dựa vào kỹ thuật CAP trên mạng của mình.

-25- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Hình 1.5.3. Phổ tần ADSL tiêu biểu

Trải qua sự thăng trầm của Video Dial Tone nền công nghiệp thông tin ở Hoa Kỳ nhận ra rằng thực ra nhiều ứng dụng số liệu cũng có bản chất bất đối xứng. Ví dụ rõ ràng nhất là truy xuất Internet. Người sử dụng thường gửi đi một lượng rất nhỏ thông tin đến nhà cung cấp dịch vụ Internet để yêu cầu download dữ liệu, hình ảnh, âm thanh hay file video. Để đáp ứng, máy chủ bắt đầu gửi file với tốc độ số liệu mạng cung cấp cho thuê bao ở xa. Về bản chất các sự vận chuyển này là bất đối xứng. Trong khoảng thời gian này, Internet là một hiện tượng hoàn toàn mới với tốc độ phát triển thuê bao chưa từng có. Điều bận tâm lớn nhất của tất cả các người sử dụng Internet là phải mất quá nhiều thời gian để download các file dữ liệu với tốc độ dữ liệu của MODEM hay thậm chí cả ISDN. Vì vậy, khi có nhu cầu dịch vụ mới thì ADSL lại trở nên hấp dẫn để cung cấp dịch vụ truy xuất Internet. Video là một ứng dụng của DSL không hoàn toàn biến mất nhưng video dựa trên IP (Internet Protocol) và các hệ thống tiện ích như RealMedia hay Windows Media đã trở nên ngày càng phổ biến và đa dạng. Sử dụng các sơ đồ mã hoá như tiêu chuẩn công nghiệp MPEG-2 hay mới hơn cho phép nén video càng tốt hơn và video dựa trên IP tiếp tục là một ứng dụng đứng vững với DSL. Khi ứng dụng là video đồng bộ bit đường dây DSL phải hoạt động ở tốc độ cố định. Tuy nhiên dữ liệu lại hoạt động ở một tầm tốc độ rộng hơn. Tác động duy nhất là tốc độ càng chậm sẽ càng mất nhiều thời gian vận chuyển các file lớn. Vì vậy, với ứng dụng số liệu ta có thể tuỳ chọn giảm tốc độ đường dây để cho phép dịch vụ được cung cấp cho các đường dây thuê bao dài hơn. Cả CAP và DMT đều được sửa đổi để tối ưu hoá dịch vụ dựa trên cơ sở từng vòng thuê bao và ứng dụng này gọi là đường dây thuê bao số thích ứng tốc độ (RADSL: Rate Adaptive Digital Subscriber Line). Công nghệ RADSL cung cấp tuỳ chọn cho phép máy thu, phát bắt đầu bằng cách tăng dần tốc độ đường dây đến tốc độ tối đa có thể đạt được mà vẫn tin cậy trên một đường dây cụ thể. Trong khi đặc tính này ban đầu được thiết kế để đơn giản hoá việc lắp đặt dịch vụ thì nó cũng giúp các nhà cung cấp dịch vụ một tuỳ chọn giảm bớt mức độ dịch vụ khi chất lượng vòng thuê bao giảm. Ngày nay có nhiều công nghệ DSL khác cũng cung cấp tốc độ biến đổi và các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng chức năng thay đổi tốc độ để kiểm tra mức độ chấp nhận đối với các dịch vụ khác nhau.

-26- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Hình 1.5.4. ADSL không có bộ lọc microfilter Như vậy, công nghệ thông tin đã phát triển vượt bậc kể từ khi tiêu chuẩn ADSL dành cho Video Dial Tone ra đời vào năm 1993. Nhóm làm việc T1E1 của ANSI đã thiết lập tiêu chuẩn RADSL gọi là ANSI TR59. FCC cũng có một trích dẫn đặc biệt nêu RADSL là một công nghệ tương hợp phổ cho thoại và các công nghệ DSL khác trong cùng một vòng thuê bao. Sự tiến công của các nhà cung cấp dịch vụ mới chắc chắn sẽ đem lại những biến chuyển cho công nghệ DSL. Ngay cả khi ADSL và SDSL đang được sử dụng đại trà trên thị trường thì những thay đổi vẫn được phát triển và tiếp thị để thoả mãn nhu cầu của từng vùng thị trường DSL. Ngoài tốc độ dữ liệu được IDSL cung cấp còn có các công nghệ khác cung cấp cho dân dụng hay văn phòng nhỏ/ văn phòng gia đình (SOHO: Small Office/ Home Office). Những công nghệ này có tầm hoạt động từ 128 kbps tới 2048 kbps. Đối với các ứng dụng đối xứng M/SDSL đa tốc độ đem lại một công nghệ có giá trị để đáp ứng yêu cầu phân phối dịch vụ ghép kênh phân thời gian ở mọi lúc mọi nơi. Xây dựng trên công nghệ truy xuất một đôi dây cáp đồng SDSL, M/SDSL hỗ trợ sự thay đổi tốc độ đường dây và vì vậy thay đổi được cự ly thông tin. Phiên bản CAP cung cấp 8 tốc độ khác nhau cho phép liên lạc với tốc độ 64 kbps/128 kbps ở cự ly lên tới 8,9 Km đối với cáp cỡ 24 (0,5 mm) hay 4,5 Km đối với tốc độ 2 Mbps. Với khả năng tự động thay đổi tốc độ (tương tự như với RADSL), các ứng dụng đối xứng đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu.

-27- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Vào năm 1998, nhóm công tác ADSL toàn cầu (UAWG: Universal ADSL Working Group) được thành lập bao gồm các tổ chức hàng đầu trong công nghiệp viễn thông mạng và máy tính cá nhân để phát triển một dạng ADSL tốc độ thấp, giá thành hạ để có thể nhanh chóng giành lấy thị trường. Kết quả công việc của nhóm công tác này là một chủng loại ADSL dựa trên tiêu chuẩn mới là G.lite ra đời. G.lite được ITU-T chấp nhận ở khuyến nghị G.922.2 vào tháng 6 năm 1999 và có thể cung cấp tốc độ lên đến 1,5 Mbps theo chiều downstream và 512 kbps theo chiều upstream. G.lite được thiết kế để cung cấp dịch vụ này qua đường dây điện thoại mà không cần bộ tách dịch vụ thoại đơn thuần POTS mà các giải pháp ADSL tốc độ đầy đủ vẫn cần đến. Một phần của tiêu chuẩn G.lite là kỹ thuật gọi là “fast retrain” giới hạn năng lực dòng dữ liệu upstream của tín hiệu G.lite khi tổ hợp điện thoại đang sử dụng để tối thiểu hoá xuyên kênh và sau đó phục hồi lại năng lực của dòng tín hiệu upstream khi tổ hợp được gác trở lại. Tuy nhiên nhiều lắp đặt G.lite cho thấy hoạt động có hiệu quả hơn và tin cậy hơn khi được lắp các bộ microfilter, một thiết bị chặn tất cả các tín hiệu tần số cao cho tất cả các đường dây điện thoại khác trong CPE. Những bộ microfilter này cũng cho thấy hiệu quả trong các lắp đặt ADSL tốc độ đầy đủ làm cho nhu cầu G.lite bị hạn chế do ADSL tốc độ đầy đủ cũng có ưu điểm này mà lại cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn.

Hình 1.5.5. ADSL với bộ lọc microfilter.

-28- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

ReachDSL là công nghệ DSL đối xứng đáp ứng nhu cầu của thuê bao về đường dây DSL tốc độ cao ở các khoảng cách xa. Để bổ sung cho công nghệ ADSL tiêu chuẩn (DMT hay G.lite), các sản phẩm ReachDSL cung cấp tốc độ dữ liệu từ 128 kbps đến 1 Mbps và được thiết kế để làm việc với điều kiện đường dây và đi dây trong nhà dễ dãi hơn. Một trong các lợi ích của ReachDSL là không cần phải lắp đặt các bộ tách dịch vụ thoại đơn thuần POTS. Điều này cho phép khách hàng hoàn toàn có thể tự lắp đặt các bộ microfilter. Khác với các hệ thống ADSL có độ dài vòng thuê bao giới hạn trong khoảng 6 Km kể từ tổng đài, các hệ thống ReachDSL mở rộng dịch vụ đến hơn 6 500 m và hiện nay đã có các đường dây vượt quá 10 Km. Bảng 2. Tốc độ các hệ thống VDSL

Hình 1.5.6. Cự ly đạt được của ReachDSL

ReachDSL có khả năng tương hợp phổ tần số. Giải pháp ReachDSL có sự tương hợp tần số ở mức cao. Một trong các thành viên của gia đình ReachDSL là

-29- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

MVL® (Multiple Virtual Lines) là hệ thống DSL đầu tiên được FCC công nhận với phê chuẩn ở Part 68 nghĩa là nó thân hữu với các dịch vụ khác trên mạng điện thoại và bản thân không phải là một tác nhân gây nhiễu. Các giải pháp ReachDSL khác cũng phù hợp với tiêu chuẩn quản lý phổ tần số nhóm 1 (Spectral Management Class One). ReachDSL có giá thành sản phẩm thấp và có tốc độ động, cho phép dịch vụ được định hướng khách hàng cho các ứng dụng khác nhau. Những thuận lợi kể trên rất quan trọng để điều chỉnh giá thành và định hướng thị trường dịch vụ nhắm đến các khu vực doanh nghiệp và người tiêu dùng. Một phiên bản mới nhất của DSL là VDSL (Very High Speed DSL). Các hệ thống VDSL vẫn đang không ngừng được phát triển nên không thể nói được chính xác khả năng tối đa của chúng. Tuy nhiên, các tiêu chuẩn dự định cho dòng dữ liệu upstream là 52 Mbps và đối xứng là 26 Mbps. Bù lại tốc độ cao này là độ dài vòng thuê bao rất hạn chế, khoảng 330 m với tốc độ cao nhất và có sự thích ứng tốc độ giảm xuống khi độ dài vòng thuê bao tăng lên. Những hạn chế này làm cho việc đưa vào sử dụng VDSL dẫn tới sử dụng một mô hình hơi khác với các hệ thống DSL truyền thống. Trong mô hình VDSL các bộ DSLAM được dời ra khỏi tổng đài nội hạt và đưa về gần thuê bao hơn. Các bộ DSLAM được nuôi bằng các đường cáp quang. Tốc độ cao của VDSL mở ra một cơ hội cho các nhà cung cấp dịch vụ đưa ra thế hệ dịch vụ mới của DSL, với video trở thành dịch vụ cơ sở. Ở tốc độ 52 Mbps một đường dây VDSL có thể cung cấp nhiều kênh video MPEG-2 chất lượng cao và ngay cả một hay một vài kênh truyền hình độ nét cao (HDTV: High Definition Television). Nhiều nhà cung cấp dịch vụ đã bắt đầu thử nghiệm các hệ thống VDSL cung cấp những dịch vụ này với đầu bên phía thuê bao của VDSL dạng như một máy truyền hình cáp cùng đồng thời với các dịch vụ dữ liệu từ máy tính cá nhân. Giả thiết cơ bản của DSL là trở thành một công nghệ vòng thuê bao mà các thiết bị tương thích được bố trí ở 2 đầu vòng thuê bao cáp đồng đã bảo đảm cho nhiều công nghệ DSL mới sẽ được đưa ra theo thời gian. Mục tiêu chiến lược của các nhà cung cấp dịch vụ là bảo đảm sự chọn lựa một mô hình hay một công nghệ DSL nào đó cho dịch vụ ngày nay sẽ không giới hạn khả năng theo kịp các công nghệ mới trong tương lai. Như vậy là có nhiều dạng DSL để có thể chọn lựa. Sự lựa chọn một công nghệ và bỏ qua các công nghệ khác là phụ thuộc vào một loạt các yếu tố từ loại dịch vụ, dạng chủ yếu của mạng hiện tại, dự định của khách hàng về các dịch vụ trong tương lai. Bảng 2 sau sẽ minh hoạ tổng kết về các phiên bản của công nghệ DSL đã được đề cập.

-30- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Phần 2. CÁC PHÉP ĐO ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG Trước khi triển khai dịch vụ DSL, chúng ta phải kiểm tra, đánh giá chất lượng mạng cáp đồng xem nó có phù hợp để hỗ trợ các dịch vụ DSL hay không. Chúng ta đều biết là mạng cáp đồng được tối ưu để cung cấp dịch vụ thoại tương tự chứ không để truyền các tín hiệu tần số cao như DSL. Các cuộn cảm (Load coil) làm tăng phạm vi phục vụ dịch vụ thoại nhưng lại hạn chế nghiêm trọng dịch vụ DSL. Các nhánh cầu (Bridge tap) thường được lắp đặt để cung cấp dịch vụ thoại tương tự cho các thuê bao bổ sung thêm nhưng chúng lại gây ra phản xạ tín hiệu và làm giảm chất lượng dịch vụ DSL. Mạch tương đương

Kết hợp 3 thành phần: điện trở, cảm kháng và dung kháng Hình vẽ lát cắt dọc cáp điện thoại

-31- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Mô hình của cáp điện thoại

Độ dài cáp điện thoại

Độ dài vật lý

Hệ số xoắn đôi

-32- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

1. Trở kháng đặc tính Là sự kết hợp giữa 3yếu tố R, ZL, ZC Trở kháng đặc tính của dây điện thoại là R + ZL + ZC = 600Ohm

Trở kháng đặc tính của đường đây là trở kháng vào của một đường dây có độ dài vô hạn. một đoạn dây hữu hạn kết thúc bằng trở kháng đặc tính của nó thì trở kháng ngõ vào cũng bằng trở kháng đặc tính Zo. Trở kháng đặc tính của đường dây Zo có giá trị phụ thuộc vào tần số tín hiệu. Trở kháng đặc tính của đường dây xoắn đôi đối với POST là 600 Ohm, đối với IDSL là 135 Ohm và đối với ADSL là 100 Ohm. 2. Phối hợp trở kháng

Công suất truyền qua đường dây cực đại khi nguồn có trở kháng Z0 và tải cũng có trở kháng Z0.

-33- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Decibel

Độ lợi công suất (dB) = 10lg(POUT/PIN)dB Độ lợi điện áp (dB) = 10lg(VOUT/VIN)dB

dBm là mức công suất 1mW trên tải 600 Ohm dBW là mức công suất 1W trên tải 600 Ohm

3. Suy hao phản hồi

Suy hao phản hồi càng nhỏ thì truyền đạt công suất càng tốt. Suy hao phản hồi - 40dB tốt hơn suy hao phản hồi -20dB. Với đường dây dài thì phối hợp trở kháng không tốt ở gần đầu phát làm suy hao phản hồi lớn hơn. 4. Suy hao chèn

-34- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Cân bằng = 20(lg(Za-Zb)/(Za+Zb))dB

Cân bằng = 20(lg VDiff/VComm)dB

Là tỷ số của công suất nhận được ở đầu cuối cùng đường dây và công suất phát vào đường dây. Suy hao chèn càng gần 1 hay càng gần 0dB càng tốt. 5. Cân bằng dọc Cân bằng dọc là sự bằng nhau của trở kháng 2 dây dẫn với đất. Phương pháp đo cân bằng dọc 6. Xuyên kênh Nguyên lý xuyên kênh:

- Từ trường cảm ứng của các dây dẫn. - Dòng điện cảm ứng tạo ra trên các dây dẫn lân cận. - Xoắn đôi giảm được xuyên kênh. - Là loại nhiễu ảnh hưởng nhiều tới tín hiệu DSL nhất. - Gây ra bỏi hiện tượng cảm ứng điện từ của các đường dây cùng sợi cáp. - Xuyên kênh của các đường dây cùng chão cáp lớn hơn khác chão cáp. - Xuyên kênh khác nhau tùy vào từng trường hợp. - Càng nhiều dường dây DSL càng tăng xuyên kênh. - Xuyên kênh tăng nhanh theo tần số.

a. NEXT

- NEXT = lg(POUT/PIN)dB - Tăng theo tần số với tỷ lệ lũy thừa 3/2. - Phụ thuộc công suất tác nhân. - NEXT theo chiều úp lớn hơn down. - Xuyên kênh đầu gần giữa các đôi dây cùng công nghệ tín hiệu gọi là

SNEXT.

tăng theo tần số với tỷ lệ lũy thừa 2.

b. FEXT - - Đường dâu ngắn chịu FEXT lớn. - Thường thì FEXT nhỏ hơn NEXT. - Xuyên kênh đầu xa giữa các đôi dây cùng công nghệ tín hiệu gọi là SFEXT.

7. Nhiễu

 Các nguồn nhiễu - xuyên kênh

-35- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

- sóng vô tuyến truyền hình và truyền thanh. - Truyền tải và phân phối điện năng. - Tàu điện. - Dao động cơ học của các dây dẫn trong từ trường - Động cơ điện, đèn huỳnh quang. - Sét đánh - Bức xạ vũ trụ

 có 2 kiểu phân loại nhiễu: theo thời gian và theo tần số.

Nhiễu trắng

Thềm nhiễu của một máy đo tốt

-36- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Nhiễu có năng lượng lớn so với thềm nhiễu

Nhiễu trên đường dây không tốt

Nhiễu xung

-37- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Đo nhiễu xung

Tác hại của nhiễu xung

thời gian tồn tại ngắn

- - biên độ lớn - phổ tần rộng - không ảnh hưởng nhiều đền ADSL so cơ chế sữa sai nhiễu xung ngay

trong lớp vật lý của ADSL.

Ngắt kết nối

- ngắt là các gián đoạn truyền dẫn hay mức tín hiệu của âm hiệu thử đo

được dưới mức ngưỡng cần thiết.

- nguyên nhân:

- các mối nối kém chất lượng - dao động cơ học - các chỗ hở mạch chập chờn.

-38- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

- Máy phát âm hiệu gởi tín hiệu ở tần số cố định với mức 0 dBm. - Máy đo đếm số lần mức thu nhỏ hơn mức tối thiểu. - Các máy đo phức tạp còn đo:

- Tỷ lệ khoảng thời gian ngắt so với toàn bộ thời gian đo thử - Số giây có từ một lần ngắt trở lên.

8. Lỗi đường dây a. Các nguyên nhân gây ra lỗi đường dây:

- Con người: trong xây dựng công trình - Động vẩt: chuột, chim, thú gặm nhấp cáp ngầm, làm đứt cáp treo - Nước ngập: gây ẩm ướt và oxi hóa. - Lỗi chuyên môn: mối nối không tốt, vệ sinh kém, lỗi không rõ ràng.

b. Các kiểu lỗi đường dây  Lỗi điện trở:

- Lỗi nối đất - Lỗi ngắn mạch - Lỗi chập mạch - Lỗi chập nguồn - Cuộn tải

-39- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Lỗi nối đất (chạm vỏ) toàn phần

Lỗi nối đất một phần

Lỗi ngắn mạch toàn phần

-40- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Lỗi ngắn mạch một phần

Lỗi chập mạch toàn phần

Lỗi chập mạch một phần

-41- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Lỗi chập nguồn toàn phần

Lỗi chập nguồn một phần

Cuộn tải:

- Công dụng: để khử dung kháng trên đường dây thuê bao dài; có giá trị 88mH, cho vong dây thuê bao dài 5,4km; đặt cách tổng đài 900m, và sau đó là 1800m.

- Tác hại: làm suy hao tín hiệu tần số cao. - Xử lý: tín hiệu DSL không truyền được trên đường dây có cuộn tải nên phải

gỡ đi.  Lỗi điện dung

-42- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Lỗi hở mạch toàn phần

Lỗi phức tạp:

Lỗi hở mạch một phần

- Hở mạch toàn phần và ngắn mạch. - Hở mạch toàn phần và nối đất. - Hở mạch toàn phần và chập mạch - Hở mạch một phần và ngắn mạch - Hở mạch một phần và nối đất - … Lỗi lộn dây:

- Lỗi lộn dây không ảnh hưởng đến POTS - Làm giảm khả năng truyền tín hiệu DSL - Làm phối hợp trở kháng sai, phản xạ tín hiêuk và tăng suy hao chèn. - Làm tăng xuyên kênh. - Phải định vị và sửa chữa trước khi đưa vào sử dụng DSL.

Nhánh rẽ:

- Làm sóng phản xạ ở một số tần số làm triệt tiêu sóng truyền dẫn.

-43- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

- Tăng nhiễu, tăng suy hao phản hồi, tăng suy hao chèn. - Có thể phát hiện dễ dàng bằng các máy TDR.

9. Đo thử ADSL a. Phân lớp ADSL

b. Các tiêu chuẩn  Các tiêu chuẩn và quy định liên quan tới mạng cáp đồng nội hạt

– Quy định về lắp đặt đường dây điện thoại số 1264QĐ-NV/VT – TCN 68-135 (1995) Về kiểm tra chống sét tiếp đất – TCN 68-141 Tiếp đất cho các công trình viễn thông – TCN 68-132 Cáp thông tin kim loại dành cho mạng nội hạt

 Các tiêu chuẩn cáp đồng cho ADSL

ITU-T L.19: Tiêu chuẩn cáp đồng dành cho ISDN, HDSL, –

ADSL, UADSL

– – ETSI ETR-328: Các yêu cầu của đường dây thuê bao số ANSI T1.413: Giao diện vật lý ADSL

 Các tiêu chuẩn thiết bị ADSL

– ITU-T G.992.1, G.992.2: Tiêu chuẩn thiết bị thu phát ADSL – ANSI T1.413: Giao diện vật lý ADSL – ITU-T G.994.1: Thủ tục bắt tay của bộ thu phát ADSL

-44- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

– ITU-T G.996.1: Thủ tục đo thử thiết bị thu phát ADSL

 Tiêu chuẩn cho modem ADSL

– Có trở kháng ở tần số xung tính cước 12KHz không nhỏ hơn 379Ω – Có trở kháng ở tần số xung tính cước 16KHz không nhỏ hơn 284Ω – Không ảnh hưởng tới tín hiệu đảo cực trên đường dây PSTN – Có điện trở với nguồn điện áp 100VDC, 50VDC, 25VDC không <5MΩ – Trở kháng ở tần số chuông 25Hz, 50Hz phải lớn hơn 20KΩ – Dòng DC khi đang đổ chuông phải nhỏ hơn 0,6mA – Trở kháng trong dải tần thoại phải thoả:  Từ 100 Hz đến 455 Hz: 10 000 Ω  Tại 4000 Hz: 1 134 Ω  Tiêu chuẩn cho bộ POTS splitter

– Insertion loss không được quá 1dB ở tần số 1KHz – Nhiễu do các POTS splitter tích cực gây ra trên dải tần 300Hz tới 4kHz phải:

 ≤-70dB V  ≤-75dBVp (psophometer)

– Nhiễu do các POTS splitter tích cực gây ra trên dải tần 26kHz tới 1100kHz

phải: ≤-110dBm/Hz c. Đo thử tương tự  Định vị lỗi đường dây

– Quy trình định vị lỗi cáp – Quy trình phân tích lỗi cáp – Những nguyên nhân ảnh hưởng tới điện trở cáp điện thoại – Các tác nhân gây sai lệch khi đo định vị lỗi cáp – Quy tắc vàng của thợ lành nghề – Lưu ý khi định vị lỗi cáp

 Quy trình định vị lỗi cáp – Phân tích lỗi cáp

 Phân tích cẩn thận hiện tượng lỗi cáp  Xác định loại lỗi cáp

– Xác định lỗi cáp trong một đoạn cáp

 Xác định đoạn cáp bị lỗi và cách ly với các đoạn cáp không bị lỗi  Từ vị trí đo được lỗi, xét điểm gần nhất có khả năng lỗi: mối nối, hộp

đấu dây hay hộp nối

– Định vị lỗi cáp

-45- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

 Xác định độ dài thực đoạn cáp lỗi và cân chỉnh lại máy đo  Dùng một đôi cáp tốt để so sánh

– Sửa chữa lỗi cáp – Kiểm tra lại

 Quy trình phân tích lỗi cáp

– Phân tích lỗi cáp

 Phân tích cẩn thận hiện tượng lỗi cáp  Xác định loại lỗi cáp

– Xác định lỗi cáp trong một đoạn cáp

 Xác định đoạn cáp bị lỗi và cách ly với các đoạn cáp không bị lỗi  Từ vị trí đo được lỗi, xét điểm gần nhất có khả năng lỗi: mối nối, hộp

đấu dây hay hộp nối

– Dùng máy đo hở mạch kiểm tra, so sánh độ dài điện dung của dây A và B

(không được lệch quá 10%)

– Kiểm tra cân bằng điện trở  Nối đất A và B  Đo điện trở A với đất và B với đất (nếu lệch quá 10% là bị hở mạch

một phần hay toàn phần)

 Đo điện trở vòng

 Những nguyên nhân ảnh hưởng tới điện trở cáp điện thoại

– Độ dài:

 Dây càng ngắn điện trở càng nhỏ  Dây càng dài điện trở càng lớn

– Cỡ dây:

 Dây càng lớn điện trở càng nhỏ  Dây càng nhỏ điện trở càng lớn

– Nhiệt độ:

 Nhiệt độ càng thấp điện trở càng nhỏ  Nhiệt độ càng cao điện trở càng lớn

 Các tác nhân gây sai lệch khi đo định vị lỗi cáp

– Kết nối không tốt  Dây đo  Nối dây

– Xác định không đúng cỡ dây – Chất lượng dây không đồng nhất

-46- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

 Cỡ dây không đều (do sản xuất)  Xoắn dây không đều  Điện trở do nối dây tạo ra  Nhiệt độ trên đoạn cáp không đều

– Cáp ẩm và ướt sẽ ảnh hưởng tới phép đo hở mạch – Cảm ứng từ đường dây điện lực khi đang đo ảnh hưởng tới phép đo hở mạch

và phép đo RFL

 Lưu ý khi định vị lỗi cáp

– Phải vẽ sơ đồ dây bị lỗi để dễ dàng phân tích lỗi – Phải xét tới 3 tác nhân ảnh hưởng tới RFL: cỡ, độ dài và nhiệt độ của cáp – Nhiệt độ của cáp là nhân tố khó xác định nhất, có thể tính được qua độ dài

và cỡ dây chính xác

– Nếu có điều kiện nên tìm một đôi dây tốt – Phải vẽ sơ đồ dây bị lỗi để dễ dàng phân tích lỗi – Phải xét tới 3 tác nhân ảnh hưởng tới RFL: cỡ, độ dài và nhiệt độ của cáp – Nhiệt độ của cáp là nhân tố khó xác định nhất, có thể tính được qua độ dài

và cỡ dây chính xác

– Nếu có điều kiện nên tìm một đôi dây tốt – Có thể dùng phương pháp chia đôi để định vị lỗi cáp

 Đo thử một đầu

– Đặc tính chung

 Cung cấp thông tin về cuộn tải, ngắn mạch, nối đất, độ dài đường dây  Có thể đo tự động hàng loạt hay theo yêu cầu  Đo tập trung đồng bộ, số nhiều theo yêu cầu, có thể ghi lại hồ sơ, giá

thành hạ

 Không đo được tốc độ cụ thể từng chiều, không đo được nhiễu, suy

hao

 Có phép đo được kết cuối đặc biệt do cài đặt qua modem

 Đo suy hao phản hồi

– Pháp âm hiệu ở một mức cố định (0dBm) – Đo tín hiệu phản xạ ở cùng một đầu – Để đo chính xác thì đường dây phải được kết cuối bằng Z0 – Với dây dài thì không quan trọng do tín hiệu phản xạ đầu xa nhỏ hơn từ các

lỗi trên đường dây – Suy hao phản hồi lớn cho biết lỗi gần vị trí đo thử

-47- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

– Nếu suy hao phản hồi lớn thì không truyền được tín hiệu DSL nên phải sửa

lỗi

 Đo xuyên kênh đầu gần

 Đo cân bằng dọc

– Đo bằng cách nối máy đo với đường dây và đất – Đầu kia được kết cuối ở Z0 – Những đường dây tốt khá cân bằng so với đất – Mất cân bằng hơn 10% phải được định vị và sửa chữa

d. TDR – Time Domain Reflectometer dùng kỹ thuật RADAR (RAdio Detecting And Ranging) để xác định lỗi cáp điện thoại

– TDR dò thay đổi trong trở kháng đặc tính của đường dây điện thoại – Lỗi cáp làm cho trở kháng đặc tính của đường dây điện thoại thay đổi  Nguyên lý TDR (1/2)

– TDR truyền một xung điện vào đường dây điện thoại với vận tốc Vp (Velocity of Propagation) – Với tốc độ ánh sáng: 300 000km/s Vp=1 – Vp trong đường cáp điện thoại khoảng từ 0,63 tới 0,72 – Vp phụ thuộc vào cỡ dây và chất cách điện được sử dụng – Sự thay đổi trở kháng trong đường dây (tăng hay giảm) đều tạo ra một xung phản xạ gọi là event (sự cố) trên vệt của TDR

 Phản xạ dương gọi là peak  Phản xạ âm gọi là dip

– Nếu biết được Vp và thời gian từ lúc phát xung TDR tới lúc nhận được xung phản xạ thì có thể đo được khoảng cách tới vị trí lỗi cáp.

-48- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

 Phân tích vệt PDR

– Event đầu tiên là sự thay đổi trở kháng của dây đo 0Ωvà dây cáp điện thoại 600Ω – Sau đó do cáp tốt nên vệt có dạng phẳng – Event thứ hai là do hở mạch ở cuối đường dây

 Quy tắc PDR 1

– Trở kháng đường dây tăng tạo ra trên vệt một peak – Trở kháng đường dây giảm tạo ra trên vệt một dip

-49- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

 Quy tắc PDR 2

- Nếu xung TDR phát đi bị chặn lại, hạn chế thì trở kháng đặc tính tăng, tạo ra peak - Những nguyên nhân có thể làm tăng trở kháng đặc tính: hở mạch, hở mạch một phần, cuộn tải, giảm dung kháng đôi dây như lộn dây

 Quy tắc PDR 3

– Khi xung TDR bị hay bị hấp thu thì trở kháng đặc tính bị giảm, tạo ra dip – Những nguyên nhân làm trở kháng đặc tính giảm: ngắn mạch, nối đất, chập mạch và tăng dung kháng như: nhánh rẽ, tụ mắc thêm, mối nối bị ẩm, đoạn cáp ẩm

-50- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

 Quy tắc PDR 4

Độ cao của peak và độ sâu của dip phụ thuộc vào: - Biên độ của sự thay đổi trở kháng đặc tính - Lượng năng lượng xung TDR còn lại tại nơi xảy ra sự cố

 Che lấp

- Khi có nhiều hơn 2 event trên một đường dây nếu event thứ nhất nghiêm trọng hơn thì xung phản xạ của nó sẽ che khuất các xung phản xạ khác. - Event thứ nhất càng nghiêm trọng thì các event sau càng khó thấy

 Áp dụng TDR vào định vị lỗi đường dây

- Hở mạch toàn phần - Hở mạch một phần - Nhánh rẽ - Ngắn mạch - Cuộn tải - Lộn dây - Sửa lộn dây - Mối nối bị ẩm - Đoạn cáp bị ẩm - Độ rộng xung và vùng chết

d. Đo thử dịch vụ số

- Máy đo thay thế modem ADSL và kết nối với DSLAM - Đánh giá được tốc độ bit, dò lỗi - Đánh giá chính xác chất lượng đường dây - Không tìm được nguyên nhân lỗi - Không thay thế được đo thử tương tự

-51- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

10. Tầm quan trọng của đánh giá mạng cáp đồng - Giá thành mạng cáp ngày càng cao so với giá thành của hệ thống vì:

– Thiết bị có giá càng hạ – Đồng có giá không giảm

- Giá thành của việc không đánh càng cao hơn - Giá thành máy đo bao gồm: – Giá thành thiết bị đo – Giá thành nhân lực (giảm truck-roll) – Giá thành huấn luyện và vận hành máy đo

- Phải xây dựng hồ sơ đường dây cho mạng cáp nội hạt 11. Phương pháp sử dụng máy đo Đo thử một đầu tại dàn MDF

Đo thử một đầu tại phía khách hàng

Đo thử hai đầu theo chế độ Master – Slave

-52- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Đo thử một đầu qua bộ chuyển đường dây

Đo thử hai đầu Master – Slave với Slave ở bộ chuyển

Đo thử hai đầu Master – Slave với Master ở bộ chuyển

-53- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

b. Đánh giá hàng loạt trước hợp đồng

12. Các chiến lược đánh giá cơ bản a. Đánh giá trước hợp đồng

-54- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

c. Đánh giá có lựa chọn

d. Đánh giá khi lắp đặt

e. Đánh giá khi bảo dưỡng KẾT LUẬN Thông qua các phép đo trên, chúng ta có thể tìm ra các lỗi ngắn mạch, hở mạch, tiếp xúc trên mạng cáp đồng; loại bỏ các cuộn cảm, nhánh cầu; xử lý chống nhiễu đối với các nguồn nhiễu gần kề và phát hiện nguồn điện áp lạ tác động lên đôi dây.

-55- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003

Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

Phần 3. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................

-56- SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003