Công nghệ đường dây thuê bao số xDSL - Chương 2

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

92
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo bài giảng Công nghệ đường dây thuê bao số xDSL ( Nguyễn Xuân Anh ) gồm 8 chương - Chương 2 Cơ sở của DSL

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Công nghệ đường dây thuê bao số xDSL - Chương 2

Chương 2 Cơ s c a DSL Công ngh đư ng dây thuê bao s (DSL) cung c p phương ti n truy n thông tin s t c đ cao qua các đư ng dây thuê bao đi n tho i. Ngày nay các đư ng đi n tho i có kh năng truy n d li u v i t c đ hàng tri u bit/giây. Đi u này đư c th c hi n thông qua các k thu t truy n d n s ph c t p có th bù tr các y u t nh hư ng chung t i đư ng truy n trên các đư ng dây đi n tho i. Các k thu t truy n d n s liên quan t i các thu t toán ph c t p mà g n đây đã tr thành hi n th c nh vào s c m nh vư t tr i c a các b x lý tín hi u s trên các m ch tích h p c l n VLSI. Ngư i ta nói r ng DSL đã bi n Đ ng thành Vàng. Công ngh DSL đã tăng cư ng kh năng t n d ng các đư ng đi n tho i. Các đư ng đi n tho i mà trư c đây đư c l p đ t v i m c đích là mang duy nh t m t tín hi u tho i có đ r ng băng t n là 3,4 kHz ngày nay có th truy n kho ng 100 tín hi u tho i đư c nén dư i d ng s ho c 1 tín hi u video v i ch t lư ng tương đương v i truy n hình qu ng bá. Truy n d n s t c đ cao qua các đư ng đi n tho i đòi h i kh năng x lý tín hi u l n nh m kh c ph c nh ng tác đ ng x u t i đư ng truy n như suy hao tín hi u, nhi u xuyên âm t các tín hi u trên các đôi dây khác trong cùng m t cáp, ph n x tín hi u, nhi u t n s vô tuy n và nhi u xung. Cơ s h t ng đôi dây xo n k t n i t i g n như m i nhà và m i công s trên th gi i nhưng DSL có các gi i h n c a nó. Kho ng 15% đư ng dây đi n tho i trên th gi i s c n ph i đư c nâng c p nh m cho phép các ho t đ ng DSL t c đ cao. Các bi n pháp thích h p cho các m ch vòng c ly l n bao g m đ t các b l p gi a ch ng (trung gian), l p đ t các b ghép kênh có giao ti p s i quang đ u xa và lo i b các cu n t i. Trong cu n sách này chúng ta s d ng thu t ng DSL đ nói t i các lo i công ngh đư ng dây thuê bao s , bao g m ADSL, HDSL, ISDN t c đ cơ s , VDSL và IDSL. Thu t ng xDSL cũng đã đư c s d ng trong ngành công nghi p vi n thông đ nói t i các lo i DSL. 2.1 Các hình th c thay th DSL: S i quang, k t n i không dây và cáp đ ng tr c Đã nhi u l n các chuyên gia trong ngành công nghi p đi n tho i đã đ c p t i s l i th i c a các đư ng dây đi n tho i s d ng các đôi dây xo n. Vào cu i nh ng năm 80 c a th k th 20 7
CHƯƠNG 2. CƠ S C A DSL 8 h tin r ng ch vài năm n a thì h u như toàn b các máy đi n tho i c a th gi i s đư c k t n i tr c ti p b ng các s i quang. Chúng ta cũng nh n th y ngày nay các tuy n s i quang đang đư c s d ng r t ph bi n trong các khu thương m i chính. Tuy nhiên, đi u ki n kinh t k t h p v i nh ng thách th c c a vi c xây d ng cáp quang cho toàn b h th ng đi n tho i c a th gi i đòi h i ph i m t vài ch c năm. Đ u nh ng năm 1990 đã h a h n cho ra đ i truy c p thuê bao vô tuy n. Tuy nhiên, do s h n h p v băng t n c ng v i nh ng thách th c v v trí đ t các tr m hub (trên m t đ t hay trên quĩ đ o trái đ t) làm h n ch truy n t i không dây t i m t nhóm nh các ng d ng đòi h i s di đ ng và nh ng ng d ng c n ph i qu ng bá cùng m t thông tin t i m t s lư ng l n các vùng khác nhau. Cáp đ ng tr c có th truy n t i các d ch v d li u interactive và d ch v đi n tho i bên c nh d ch v truy n hình qu ng bá truy n th ng. Tuy nhiên, các d ch v d li u interative và tho i đư c ph c v t t nh t b i các tuy n cáp hai chi u. Truy n t i s i quang, không dây và cáp đ ng tr c đã ch ng t r t có giá tr trong nhi u ng d ng. Không có công ngh truy c p nào có th ph c v t t nh t t t c m i nơi và trong t t c m i ng d ng. Tuy nhiên, gi đây khi mà công ngh DSL đã cho phép các đư ng đi n tho i truy n các ng d ng đa phương ti n mà đã t ng b cho là thu c ph m vi đ c quy n c a s i quang, các đư ng đi n tho i là nh ng phương ti n kinh t nh t đ truy n m t ph m vi r ng các d ch v thông tin t i hàng tri u khách hàng. S y u kém ch y u trong ng d ng c a DSL là không có kh năng di đ ng và hi u qu qu ng bá th p. M t cơ s h t ng s n có, ch ng h n các đư ng đi n tho i, v i s cho phép b i nh ng công ngh phù h p s kinh t hơn là tri n khai m t cơ s h t ng m i. Ngay c radio cũng đòi h i ph i có cơ s h t ng m i: V trí đ t b thu phát và các m ng k t n i t i các v trí này. M t công ngh m i có th đư c kh ng đ nh ch nh ng nơi cơ s h t ng hi n có không đ kh năng h tr nh ng ng d ng thi t y u (ch ng h n như thông tin di đ ng) ho c nh ng nơi có môi trư ng pháp lý n đ nh. Bên c nh nh ng t n kém cho vi c xây d ng cơ s h t ng m i thì vi c xây d ng này cũng m t nhi u th i gian đ xin phép xây d ng, tr i cáp, xin gi y phép l p đ t tháp vô tuy n hay phóng v tinh vv... Các đư ng đi n tho i có th s b lo i b nhưng có l th i đi m đó còn r t xa. 2.2 Qui mô trên th gi i G n như m i công s và khu dân cư trong các khu công nghi p trên th gi i đã đư c k t n i vào m ng đi n tho i toàn c u. Công nghi p đi n tho i đã chi x p x m t nghìn t đô la qua hàng th k qua cho vi c xây d ng các tuy n đôi dây xo n dùng cho đư ng dây thuê bao. G n 700 tri u đư ng đi n tho i đư c l p đ t tính t i năm 1996. Các công ty đi n tho i ti p t c chi hàng tri u đô la m i năm cho l p đ t thêm nhi u đư ng đi n tho i cáp đ ng hơn n a. Hơn 900 tri u đư ng dây thuê bao đư c ư c tính t i th i đi m trư c năm 2001. Đ i đa s các đư ng đi n tho i này s h tr cho vi c truy n t i kho ng m t tri u bit/giây (Mbit/s) khi các b thu phát DSL t c đ cao đư c n i gi a khách hàng và công ty đi n tho i s d ng đôi dây xo n. Trong h u h t các trư ng h p, không có s s a đ i nào là c n thi t đ i v i các thi t b bên ngoài công ty. Nhi u đư ng đi n tho i s h tr các t c đ d li u trên 1 Mb/s.
2.3. MODEM BĂNG T N THO I VÀ DSL 9 2.3 Modem băng t n tho i và DSL Các modem băng t n tho i đư c trình làng vào cu i nh ng năm 1950 v i m c đích g i d li u qua m ng đi n tho i chuy n m ch công c ng (PSTN) (xem Hình ). T modem xu t phát t modulator-demodulator (xem Chương đ bi t thêm chi ti t v đi u ch và gi i đi u ch ). D li u đư c truy n qua m ng PSTN ph i đư c đi u ch b i vì PSTN không truy n các t n s dư i m c x p x 200 Hz. D li u chưa đi u ch đòi h i truy n các t n s sát t i 0 Hz. V ch c năng, modem chuy n đ i các đ c tính t n s c a d li u sang d ng th c gi ng các tín hi u tho i mà PSTN đã đư c thi t k đ truy n đi. PSTN truy n các tín hi u trong d i t n s t 200 Hz t i 3400 Hz. Vì v y d li u đã đi u ch có m t d ng âm tho i bình thư ng đ i v i PSTN. Các máy Fax g m có m t modem băng t n tho i đ truy n thông tin d ng s đ i di n cho m t trang. M t trong nh ng modem đ u tiên, AT&T Bell 103, đư c s d ng đ truy n đi n báo c n đ ng b hoàn toàn song công v i t c đ 300 bit/s s d ng FSK (khóa d ch t n s ). Các modem CCITT (bây gi là ITU) V.21 cũng tương t nhưng không tương thích v i modem Bell 103. Ch vài năm sau modem Bell 202 đã tăng t c đ bit lên 1200 bit/s s d ng truy n d n FSK bán song công. Vào cu i năm 1973 Vadic, Inc đã trình làng VA3400, lo i modem đ u tiên th c s hoàn toàn song công t c đ 1200 bit/s s d ng PSK (khóa d ch pha). Vài năm sau đó Bell 212 và ti p theo là CCITT V.22 cũng cho ra modem t c đ truy n 1200 bit/s hoàn toàn song công s d ng PSK. Vào năm 1981, V.22bis đã đ t đ n 2400 bit/s hoàn toàn song công. V.32 gi i thi u mã hóa d ng m t lư i (trellis) và ti n m t bư c l n trong vi c truy n d n thông tin có kh ti ng v ng c hai hư ng s d ng cùng m t băng t n. Kh ti ng v ng cho phép các c p modem s d ng toàn b băng t n s n có cho c lu ng lên và lu ng xu ng. Mã hóa d ng m t lư i làm cho vi c s a l i trong modem là hoàn toàn có th th c hi n đư c d n t i kh năng tách thông tin m t cách tin c y đ i v i m t t s S/N đã cho. Các modem có trư c V.32 b trí truy n hư ng lên trong băng t n khác v i băng t n c a hư ng xu ng (FDM). V.32 đ t đư c truy n hoàn toàn song công t c đ 9600 bit/s. Ti p đó là V.34 trình làng, s d ng t i ưu hóa băng t n, d ng chòm sao, và ti n mã hóa theo kênh cho phép truy n hoàn toàn song công v i t c đ 28,8 kb/s. Vào năm 1995, các modem 33,6 kb/s ra m t th trư ng. Các modem V.34 s d ng t i băng t n 3,6 kHz. Đi u này v m t k thu t l n hơn m t chút băng t n tho i truy n th ng 3,4 kHz. Tuy nhiên, modem V.34 có th ho t đ ng trên các đư ng dây v i băng t n nh hơn b ng cách gi m t c đ bit truy n đi. V i vi c g i 33,6 kb/s trong băng t n tho i 3,6 kHz, các modem V.34 g i g n 10 bit/Hz, m t kỳ công đ c bi t ti n sát t i gi i h n lý thuy t cho truy n d n d li u băng t n tho i. L ch s d y cho chúng ta bi t hoài nghi v "gi i h n lý thuy t" mà đôi khi b phá v b i nh ng con ngư i sáng t o phá v nh ng qui lu t b ng vi c sáng t o ra m t mô hình m i. Vào cu i năm 1996, các modem PCM 56 kbit/s đã xu t hi n, chúng đã đư c tiêu chu n hóa b i khuy n ngh V.90 ITU vào năm 1998. Các modem PCM (đi u ch mã xung) là không đ i x ng do chúng h tr lu ng xu ng (hư ng t i khách hàng) lên t i 56 kbit/s và t i đa là 33,6 kbit/s lu ng lên. Th c t , các modem PCM hi m khi đ t đư c t c đ truy n trên 50 kbit/s do nh ng h n ch v công su t phát, chuy n đ i trung gian, và nh ng y u t gây suy hao ch ng h n như các cu n c m. Mi n là có m t đư ng s tr c ti p (không có chuy n đ i tương t ) t ngu n s t i modem PCM k t n i vào đ u cu i phía m ng c a đư ng dây thuê bao thì t c đ truy n có th vư t 33,6 kbit/s b ng cách b trí tr c ti p tín hi u s vào ký t đư c phát đi mà không có nh ng nh hư ng c a nhi u lư ng t . Ki n trúc m ng modem PCM b xa năng l c c a các th h modem băng t n tho i trư c
CHƯƠNG 2. CƠ S C A DSL 10 đây. Modem PCM t i đ u cu i m ng ph i có k t n i s tr c ti p t i b chuy n đ i tương t -s (CODEC) n i vào đư ng đi n tho i c a ngư i s d ng modem PCM. Modem PCM đi qua PSTN như là m t cu c g i quay s . Modem PCM gi ng DSL ch m t k t n i s tr c ti p t m ng t i giao ti p đư ng dây thuê bao đư c yêu c u nhưng khác v i mô hình DSL (ch ra trên Hình ) do cu c g i modem PCM đư c truy n qua t ng đài như m t cu c g i tương t . V m t ki n trúc các modem PCM n m gi a DSL và các modem băng tho i truy n th ng. Các modem PCM có th t n d ng t i đ r ng băng 4 kHz. H n ch cơ b n c a các modem băng t n tho i là các b mã hóa/gi i mã (CODEC) n m t i t ng đài đi n tho i n i h t hay đ u cu i m ch vòng s DLC. CODEC chuy n đ i các tín hi u tương t trên đư ng đi n tho i sang d ng s 64 kbit/s s d ng đi u ch xung mã. M t modem băng t n tho i mà tín hi u c a nó đư c mang trong m t cu c g i âm tho i PSTN không th vư t quá t c đ bit 64 kbit/s. V i khuy n ngh ITU V.70 và V.61, các modem băng t n tho i có th h tr s li u và âm tho i mã hóa đ ng th i thông qua m t cu c g i PSTN. V.70 (s d ng đi u ch V.34 và mã hóa âm tho i ph l c A G.729) có th truy n đ ng th i ti ng nói đư c mã hóa 8kb/s và d li u x p x 20 kb/s s d ng duy nh t m t cu c g i PSTN. Do Ph l c A G.729 cung c p kh năng phát hi n s im l ng nên m t t c đ d li u cao hơn có th đ t đư c trong nh ng kho ng th i gian im l ng. Các k thu t nén d li u như đư c ch ra trong Khuy n ngh ITU V.42 có th đ t đư c m t t c đ d li u hi u qu hơn hai l n t c đ modem đã li t kê trên. Tuy nhiên, d li u có tính ng u nhiên cao (ch ng h n như m t s file nh phân và video đã đư c s hóa) làm gi m tác d ng c a nén d li u. Nén d li u cũng có th đư c áp d ng cho DSL. Ví d , ISDN t c đ cơ b n s d ng hai kênh B có th t o ra s thông su t không nén 128 kb/s và thông su t hi u qu trên 300 kb/s b ng cách nén các lo i d li u dư th a. Khi nén d li u đư c s d ng nó thư ng đư c th c hi n d ng thông tin s trư c b thu phát DSL. nh hư ng c a l i bit truy n d n có th b tăng lên b i vi c nén d li u. Ưu đi m n i b t c a các modem là chúng có th đư c s d ng b t c nơi đâu. M t modem có th đư c n i t i b t kỳ đư ng đi n tho i nào và ngay l p t c g i t i b t kỳ trong s hàng tri u đư ng đi n tho i khác có g n s n modem. Các modem r ti n hơn thi t b DSL và d dàng l p đ t hơn. Tuy nhiên, t c đ d li u đư c yêu c u b i các ng d ng gi đây đã vư t quá t c đ có th c a các modem băng t n tho i. Các h n ch khác c a modem là các cu c g i b ngh n do các t ng đài n i h t và các giá modem (đư c thi t k cho nh ng cu c g i th i gian ng n) b quá t i, không có kh năng k t n i t i nhi u đi m khác nhau m t cách đ ng th i và t l l i cao. Các h n ch này c a modem đư c gi i quy t b i DSL. S khác bi t cơ b n gi a các modem băng t n tho i và DSL là các modem băng t n tho i ho t đ ng thông qua m t k t n i PSTN đi m - đi m, trong khi đó DSL ho t đ ng qua m t m ch vòng n i h t. Hình và minh h a s khác bi t này. Như đã ch ra trên Hình, tuy n truy n d n modem băng t n tho i có th g m m ch vòng n i h t cho ngư i s d ng A, m t Trung tâm Chuy n m ch, các tuy n trung k dài hàng ngàn d m trong m t s trư ng h p, m t t ng đài khác ho t đ ng như m t khách hàng khác và cu i cùng là m t vòng n i h t đóng vai trò ngư i s d ng B. Trái l i, tuy n truy n d n DSL g m duy nh t m t m ch vòng n i h t t phía ngư i s d ng t i sát t ng đài CO. M t s khác bi t chính n a gi a các modem băng t n tho i và DSL là DSL duy trì thông
2.4. CÁC PHƯƠNG TH C TRUY N D N 11 tin trong mi n s t m t đ u cu i ngư i s d ng này t i đ u cu i ngư i s d ng khác. Trái l i, modem băng t n tho i g i thông tin qua m ng PSTN dư i d ng tương t đ i di n cho thông tin s c a ngư i s d ng. V i DSL, tín hi u đư c tái t o dư i d ng s t i m i bư c đi trong m ng công c ng do đó nh ng tác đ ng có h i không tích lũy m i bư c. M c d u thông tin đư c truy n qua m t m ng g m nhi u ph n t , truy n d n DSL ch c n g i t i ph n m ch vòng n i h t. Các tuy n trung k k t n i gi a các t ng đài v i nhau tr c ti p ho c thông qua nh ng t ng đài trung gian. Các đư ng trung k thư ng là các h th ng truy n d n s i quang t c đ cao mang thông tin t nhi u khách hàng. Đ i v i nh ng khách hàng đư c ph c v qua m ch vòng thuê bao s (DLC) hay các h th ng đ u cu i xa, DSL m r ng t phía khách hàng t i phía DLC. DLC và DLC th h ti p theo (NGDLC) đư c s d ng đ ph c v các khách hàng quá xa đ có th đư c ph c v m t cách kinh t thông qua m t m ch vòng cáp đ ng tr c ti p t CO. Đ u cu i DLC xa có th đư c l t trong m t cabin ngoài tr i, trong m t h m cáp ho c đôi khi trong phòng thi t b c a m t trung tâm thương m i. Các h th ng DLC ghép 20 t i 2000 khách hàng vào m t đư ng trung k t i CO. Đư ng trung k DLC đi n hình là m t s i quang nhưng đôi khi các đư ng HDSL hay T1 đư c s d ng cho các DLC nh hơn. Ph n th o lu n k hơn v DLC và NGDLC. M t DSL bao g m m t đư ng cáp đ ng tr c ti p t phía ngư i s d ng t i đi m thi t b m ng tích c c g n nh t. M t ngo i l đ i v i lu t này là b l p gi a ch ng đư c s d ng đ m r ng t m v i c a DSL b ng cách đ t m t b thu phát kho ng gi a c a m ch vòng n i h t. B l p DSL đư c c p ngu n DC c p t CO qua cùng đôi dây đ ng dùng đ truy n d li u. Các b l p DSL trung gian đi n hình đư c đ t trong các h p thi t b ch ng th m có th ch a t 4 đ n 20 b l p. Các h p thi t b có th đư c b trí trong h m cáp, g n trên m t c t, ho c treo trên đư ng dây cáp treo. Giá thành thi t b đi n c a b l p nh hơn giá thành c a h p thi t b trong môi trư ng kh c nghi t và nhân công cho vi c n i ghép h p này vào cáp. Modem băng t n tho i đư c thi t k đ ho t đ ng kh c ph c nh ng gi i h n c a các m ch vòng c c b hai đ u c a m ng c ng và gi i h n c a các t ng đài k t h p. T ng đài thư ng ch a các b PCM CODEC, các b này th c hi n chuy n đ i các tín hi u tương t trên m ch vòng n i h t thành m t tín hi u s t c đ 64 kb/s đ truy n qua các đư ng trung k . Tuy n truy n d n đư c ch đ nh cung c p m t băng t n t 200 đ n 3400 Hz. DSL đư c thi t k đ ho t đ ng qua nh ng gi i h n đ t ra b i duy nh t m t m ch vòng thuê bao. Các m ch vòng thuê bao đi n hình có đ r ng băng t n hàng trăm kHz. Do đó, năng l c ti m tàng c a DSL có th vư t qua các modem v i m t h s 100 ho c cao hơn. Tuy nhiên, các modem v n có m t l i th quan tr ng ch chúng có th ho t đ ng qua b t kỳ k t n i đi n tho i nào t i b t kỳ nơi nào trên th gi i. Hơn n a, DSL hàm ơn các modem băng t n tho i r t nhi u b i vì nhi u k thu t truy n d n đư c s d ng b i DSL b t ngu n t các modem băng t n tho i. 2.4 Các phương th c truy n d n Có nhi u phương th c truy n d n: vi c s d ng chúng ph thu c vào các yêu c u ng d ng và đ c trưng c a kênh truy n.
CHƯƠNG 2. CƠ S C A DSL 12 2.4.1 Hư ng truy n Truy n d n đơn công là m t hư ng c đ nh t ngu n t i đích. Các ví d v truy n đơn công bao g m qu ng bá phát thanh truy n hình và các m ch báo đ ng. H u như t t c m i ng d ng DSL đòi h i truy n hai hư ng. Vì v y, truy n đơn công thư ng không đư c s d ng cho DSL. Tuy nhiên ta có th mô t tín hi u T1 như m t ví d c a truy n song công. Các đư ng T1 g m hai đư ng đơn công hai hư ng khác nhau. Truy n bán song công phát m t cách có chu kỳ t Tr m A t i Tr m B và theo hư ng ngư c l i nh ng th i đi m khác. Vì v y, t i b t kỳ th i đi m nào thông tin đư c g i đi theo m t hư ng (đơn công). Truy n hai hư ng đ t đư c nh các b thu phát hai đ u c a đư ng truy n hi u khi nào c n thay đ i vai trò c a máy phát và máy thu. Trong nh ng ng d ng truy n bán song công trư c đây, toàn b m t b n tin đư c g i đi trư c khi đư ng dây đư c quay vòng. M t s h th ng DSL s d ng s bi n thái c a bán song công đư c g i là ghép kênh nén th i gian (TCM), và đư c bi t t i d ng "bóng bàn" đư c th o lu n xa hơn trong Chương 5. TCM làm gi m chu kỳ quay vòng t i m t kho ng th i gian vài giây. Do đó, TCM g i các kh i vài nghìn bit có đ dài c đ nh theo hư ng này hay hư ng kia. Các ví d v truy n d n bán song công truy n th ng g m truy n đi n báo và b đàm hai hư ng s d ng cùng m t t n s . Truy n hoàn toàn song công g i thông tin liên t c theo c hai hư ng trên cùng m t đôi dây. Các ví d bao g m các đi n tho i truy n th ng, các modem băng t n tho i, ISDN t c đ cơ b n và HDSL. Truy n hai hư ng đ ng th i đư c th c hi n b i m i b thu phát tách tín hi u phát n i b kh i tín hi u nh n đư c c a nó. M t phương pháp kh ti ng v ng s d ng b hybrid (ECH) thư ng đư c s d ng đ cho phép c hai hư ng s d ng cùng m t băng t n. Ưu đi m c a phương pháp này là truy n d n c hai hư ng có th n m băng t n th p nh t có th nơi mà suy hao tín hi u và can nhi u t n s vô tuy n đư c gi m thi u. M t phiên b n không đ i x ng c a truy n hoàn toàn song công đư c s d ng b i đư ng dây thuê bao s không đ i x ng ADSL. Thông tin đư c g i đi đ ng th i theo c hai hư ng nhưng t c đ d li u lu ng xu ng (t i khách hàng) l n hơn nhi u t c đ lu ng lên (hư ng v m ng). Đi u này cho phép t c đ d li u lu ng xu ng cao trên các đư ng dây dài hơn nhi u b ng cách gi m xuyên âm gi a các đư ng ADSL.
2.4. CÁC PHƯƠNG TH C TRUY N D N 13 2.4.2 Đ nh th i Truy n d n đ ng b g i các bit v i m t t c đ liên t c. Các b thu DSL thư ng đ t đư c tín hi u đ nh th i c a chúng t chu kỳ c a các chuy n ti p bit nh n đư c. Truy n d n đ ng b và c n đ ng b có th áp d ng cho truy n d n đơn công, bán song công và hoàn toàn song công. Nói chung, DSL s d ng truy n d n đ ng b ch không dùng truy n d n c n đ ng b . Truy n d n c n đ ng b g i các đơn v (ký t ho c các kh i) v i m t tín hi u c duy nh t đ đánh d u đi m b t đ u c a m t đơn v . ATM (phương th c truy n c n đ ng b ) thư ng đư c truy n t i b ng phương th c truy n d n đ ng b m c bit; tuy nhiên đi m b t đ u c a m i t bào ATM có th là t i b t kỳ bit r i nào. Vì v y đ i v i ATM các t bào là c n đ ng b (không ph i là các bit). 2.4.3 Các kênh DSL ph i truy n nhi u hơn m t kênh thông tin trong đó m i kênh dành cho m t ng d ng hay d ch v khác nhau. ISDN có hai kênh B cho d li u/tho i, m t kênh D cho báo hi u và m t kênh đi u hành nhúng (eoc) cho đi u khi n và b o dư ng. HDSL có m t kênh r ng và m t kênh eoc. ADSL có các kênh s li u, m t kênh eoc, và m t băng tách bi t dành cho d ch v tho i tương t. Ghép kênh phân chia th i gian (TDM) là phương pháp thư ng đư c s d ng nh t cho vi c truy n nhi u kênh thông tin. Thông tin đư c t ch c thành các khung có đ dài c đ nh v i m t s lư ng bit c đ nh phân b cho m i kênh. Đ gi m đ tr , các bit cho m i kênh nh t đ nh có th đư c chia ra thành m t s kh i nh , các kh i này đư c phân b trong m i khung. M t s khung có th đư c t ch c thành các siêu khung đ t o ra các kênh t c đ bit th p ch ng h n m t kênh đi u hành nhúng. Ngoài vi c g i nhi u kênh thông tin theo cùng m t hư ng. TDM có th làm vi c như m t phương th c song công. Thông tin có th đư c g i luân phiên theo lu ng lên và lu ng xu ng. K thu t này đư c g i là ghép kênh nén th i gian và h u như lo i tr đư c xuyên âm đ u g n (NEXT), mà xuyên âm này làm h n ch ch t lư ng c a các h th ng truy n d n s d ng b sai đ ng kh ti ng v ng.
CHƯƠNG 2. CƠ S C A DSL 14 Ghép kênh phân chia theo t n s (FDM) b trí m i kênh trong m t băng t n tách bi t. Nh v y t t c các kênh đư c g i cùng m t lúc. M t ng d ng c a FDM là s d ng m t băng t n cho thông tin lu ng lên và m t băng t n khác cho thông tin lu ng xu ng. Song công FDM cũng hoàn toàn có th lo i tr đư c NEXT. ADSL s d ng FDM b ng cách đ t tín hi u tho i tương t vào băng t n th p nh t và d li u vào băng t n cao hơn. Thi t k FDM liên quan t i s dung hòa gi a đ ph c t p c a b l c và lư ng ph t n lãng phí cho các băng b o v . Ghép kênh phân chia không gian đơn gi n là đ t m i kênh trên m t nhóm dây tách bi t. Vi c đơn gi n hóa này thích h p đ g i các tín hi u qua nh ng kho ng cách r t ng n đư c đo theo đơn v cm nhưng chi phí cho các nhóm dây và các b thu phát truy n th ng cho m i nhóm dây tr nên quá t n kém. Đ gi m thi u giá thành t ng c ng, các DSL đ t t t c thông tin lên m t đôi dây. HDSL s d ng hai đôi dây (cho 1,5 Mbit/s) và lên t i ba đôi dây (cho 2 Mbit/s) đ đ t đư c nh ng kho ng cách đư ng truy n xa hơn. 2.4.4 Các c u hình đơn đi m và đa đi m DSL là các h th ng truy n d n đi m-n i-đi m. M t b thu phát đư c n i t i m i đ u c a m t đôi dây. M t đ u có th đư c đ t t i phía công ty đi n tho i ch ng h n như t ng đài CO còn đ u kia có th đ t t i nhà khách hàng. So sánh v i các h th ng đa đi m, truy n d n đi m-đi m c ưu đi m đơn gi n đ tin c y cao và đ an toàn cao hơn. C u hình đi m-đi m cung c p đ r ng băng chuyên d ng cho m i khách hàng. V i m t h th ng chuy n m ch phù h p t i phía t ng đài, hi u su t truy n thông cho m i khách hàng duy trì g n như không đ i khi m t s lư ng nút đư c b sung. Các h th ng đi m n i đa đi m g m m t b thu phát đ t t i tr m (chính) trung tâm, tr m này thông tín v i nhi u thi t b đ u cu i đư c n i tr c ti p. Các đ u cu i này không thông tin v i nhau. Các h th ng truy n hình cáp (CATV) s d ng truy n d n đi m-t i-đa đi m. Đa đi m-t i-đa đi m cho phép các đ u cu i thông tin tr c ti p v i nhau. Các m ng c c b 10baseT (LAN) là nh ng h th ng đa đi m-t i-đa đi m. S lư ng các b thu phát cho m t m ng g m N đ u cu i s là N+1 cho h th ng đi m t i đa đi m và 2N cho h th ng đi m-n i-đi m. Nói chung các h th ng đa đi m thích h p hơn cho các kho ng cách ng n hơn, và các h th ng đi m-n i-đi m đư c ưa chu ng hơn cho nh ng kho ng cách dài hơn. kho ng cách dài hơn, k t
2.5. THU T NG DSL 15 n i nhi u đ u cu i d n t i suy hao tín hi u l n hơn và đ nh nh p (đ nh th i) tín hi u khó khăn hơn. Nh ng th o lu n trên đây áp d ng cho m c v t lý. m c logic nơi mà lu ng thông tin các giao th c cao hơn đư c xem xét, lu ng thông tin t đi m-t i-đi m và đa đi m có th phát sinh qua c u hình v t lý. 2.5 Thu t ng DSL Vi c gi i thích các thu t ng sau đây s h u ích trong quá trình tìm hi u DSL. Thu t ng c đi n nh t là kilofeet (kft), s đo đ dài truy n th ng c a đư ng đi n tho i : 1 kft tương đương v i 306 met. Đư ng kính c a m t dây đư c đo b ng milimet (mm), ngo i l M nơi mà con s tiêu chu n đánh giá dây d n c a M (AWG) đ i di n cho 1/N l n c a m t inch (ví d , 24 AWG có đư ng kính dây d n là 1/24 inch, tương đương v i 0,5 mm). Công su t tín hi u và suy hao tín hi u đư c đo theo đơn v logarith (dB), đ t theo tên c a Alexander Bell. Tăng công su t 3 dB tương đương v i vi c g p đôi công su t, gi m công su t đi 3 dB tương đương v i gi m m t n a công su t, tăng công su t lên 6 dB tương đương v i 4 l n công su t vv... T n s c a m t tín hi u đi n đư c đo là kiloHertz (kHz, hàng ngàn chu kỳ trong m t giây) hay megaHertz (MHz, hàng tri u chu kỳ trong m t giây). D ch v đi n tho i tương t chuy n m ch m ch truy n th ng thư ng đư c g i là d ch v đi n tho i POTS (Plain Old Telephone Service). Các thu t ng và nh ng t đ ng nghĩa khác đư c gi i thích trong ph n t đi n vi t t t c a cu n sách. 2.6 Quan h T c đ - T m v i Cư ng đ (ch ng h n như công su t) c a m t tín hi u đi n gi m theo kho ng cách di chuy n do đi n tr c a đư ng dây mang tín hi u. Hơn n a các y u t nh hư ng (ch ng h n như t n th t) tr nên l n hơn t i nh ng t n s l n hơn. Nói m t cách đơn gi n lư ng công su t tín hi u b tiêu th trên đư ng dây tăng lên v i t c đ và kho ng cách truy n d n. T m v i c a vòng DSL b gi i h n do tín hi u tr nên quá y u đ có th đư c nh n m t cách chính xác. Các k sư truy n d n s tăng t i đa kho ng cách đư ng truy n b ng vi c s d ng các k thu t đi u ch tinh vi phát tín hi u v i m t t c đ d li u đã cho cùng m t lư ng công su t tín hi u phát h n ch trong m t d i t n s nh t đ nh. Đ i v i m t phương pháp truy n đã cho, t c
CHƯƠNG 2. CƠ S C A DSL 16 B ng 2.1: Lo i DSL (t c đ ) Đ nh phát (V) T n hao công su t Các đ nh thu tín hi u t i đa (dB) t i thi u (V) BRI 2B1Q (144 kb/s) 2,5 42 0,02 HDSL 2B1Q (1,5 Mb/s) 2,5 35 0,045 ADSL DMT (1,5 Mb/s) 15* 45 0,085 VDSL SDMT (26 Mb/s) 3-4 30 0,09-0,12 * Đi n áp đ nh ADSL ph thu c vào ho t đ ng c a máy phát. Trong m t s trư ng h p, đi n áp đ nh phát ADSL có th vư t quá 15 V. Đ i v i m c phát 20 dBm thư ng đư c s d ng thì tín hi u phát trung bình c a ADSL là 3,1 V và đi n áp tín hi u nh n đư c trung bình là 0,02 V cho m ch vòng có đ dài t i đa. đ bit truy n t i đa có th đ t đư c gi m khi đ dài đư ng dây tăng. Vì v y, ta có th đ t đư c t c đ truy n d n d li u cao cho nh ng m ch vòng ng n và t c đ tương đ i th p đ i v i nh ng m ch vòng dài. T c đ d li u có th đ t đư c cũng ph thu c vào các y u t khác bao g m nhi u xuyên âm (nhi u ghép t tín hi u trên các đôi dây khác trong cung m t cáp). Tín hi u đư c phát đi có biên đ đ nh 2,5 V cho các h th ng ISDN t c đ cơ s (BRI) trên m t m ch vòng đ dài t i đa có th ph i đương đ u v i vi c suy hao tín hi u 42 dB v i m t tín hi u đ nh nh n đư c r t nh c 0,02 V (20 mV). H th ng BRI th c hi n m t nhi m v khó khăn: khôi ph c tín hi u r t nh , kho ng 1/125 m c tín hi u đã đư c phát đi. Các giá tr tương ng đ i v i các h th ng DSL đư c cho dư i đây Hình cho th y t c đ đư ng truy n có th đ t đư c g n đúng là m t hàm c a đ dài đư ng dây. Đư ng cong phía dư i bi u di n truy n d n đ i x ng, và đư ng cong phía trên bi u di n t c đ lu ng xu ng cho truy n không đ i x ng v i t l không đ i x ng là 10:1. Vì v y, t c đ lu ng lên đư c gi thi t là m t ph n mư i t c đ không đ i x ng trên hình v này. Xuyên âm thông thư ng và đ d tr 6 dB đư c gi thi t. Hình v này ch ra ưu đi m c a truy n d n không đ i x ng-t c đ truy n lu ng xu ng cao hơn nhi u. 2.7 Xuyên âm M t cáp đi n tho i bao g m hàng vài ngàn đôi dây riêng bi t đư c bó sát vào nhau. Các tín hi u đi n trong m t đôi dây t o ra m t trư ng đi n t nh , trư ng này bao quanh đôi dây và t o ra m t tín hi u đi n sang các đôi dây bên c nh. Vi c xo n các đôi dây làm gi m ghép đi n c m (đư c g i là xuyên âm), nhưng m t s dò r tín hi u v n còn. Xuyên âm m nh nh t t i đo n cáp g n các máy phát gây nhi u. Xuyên âm có ngu n g c t các h th ng truy n d n khác trong cùng m t cáp (và đ c bi t là cùng m t nhóm trong cáp) là m t y u t chính làm h n ch t c đ bit và t m v i có th đ t đư c c a DSL. Vi c qu n lý xuyên m t đôi này sang đôi khác đòi h i s th n tr ng v băng t n và công su t tín hi u c a máy phát và vi c lo i b tín hi u ngoài băng b i máy thu. Đi u này thư ng đư c nói t i như đ tương thích ph và g i cho ta s tương đ ng trong qu n lý các đài qu ng bá t n s vô tuy n. Xuyên âm đ u g n (NEXT) là y u t nh hư ng chính t i các h th ng chia s cùng m t băng t n cho truy n lu ng lên và lu ng xu ng (ch ng h n như truy n hybrid có kh ti ng v ng).
2.8. CÁC Y U T THÚC Đ Y VÀ C N TR TRI N KHAI DSL 17 Nhi u NEXT đư c xem b i máy thu n m và máy phát (ngu n gây nghi u) n m t i cùng m t đ u c a cáp. Các h th ng truy n d n có th tránh đư c NEXT b ng cách s d ng các băng t n khác nhau cho truy n hư ng lên và hư ng xu ng. Các h th ng FDM tránh đư c NEXT kh i các h th ng tương t (cũng đư c g i là t xuyên âm đ u g n). Các h th ng FDM v n ph i đương đ u v i NEXT t các lo i h th ng khác truy n trong cùng m t băng t n và m t hi n tư ng khác đư c g i là FEXT. Xuyên âm đ u xa (FEXT) là nhi u đư c phát hi n b i máy thu n m đ u xa c a cáp kh i máy phát gây nhi u. FEXT ít nghiêm tr ng hơn NEXT do nhi u FEXT b suy hao khi đi ngang qua c đ dài c a cáp. M t ưu đi m chính c a truy n s i quang là không có b t kỳ xuyên âm nào. 2.8 Các y u t thúc đ y và c n tr tri n khai DSL Vào năm 1970, th gi i thông tin bao g m thông tin theo xu hư ng tho i và ký t t i các máy tính c l n. Tho i lúc đó là "chúa t " và có r t ít nhu c u cho DSL. Sau đó hàng tri u máy tính cá nhân, các ng d ng đa phương ti n (âm thanh, nh tĩnh và video) và cu i cùng là internet ra đ i. Vào đ u nh ng năm 1980, s lư ng máy tính (g m các b vi x lý trong ô tô, các đ đi n
CHƯƠNG 2. CƠ S C A DSL 18 gia d ng) đã vư t quá dân s loài ngư i và vào gi a nh ng năm 1990 s phút s d ng cho các ng d ng s (k c fax) trong m ng công c ng đã vư t quá đi n tho i. M c dù truy c p internet ngày nay là m t ng d ng l n c a DSL nhưng vi c tri n khai DSL đã b t đ u r t lâu trư c khi Internet tr câu nói c a mi ng. Truy n tín hi u tho i v n gi vai trò quan tr ng, th m chí đ i v i DSL. Ví d , HDSL đư c s d ng cho các tuy n trung k tho i t i các t ng đài PBX và các v trí t bào đi n tho i không dây. S ra đ i c a các b x lý tín hi u s (DSP) v i kh năng x lý cao, giá thành th p đã cho phép vi c s d ng các thu t toán mà đã t ng ch dành cho các ng d ng không gian và qu c phòng. S đ t phá c a DSP cũng cho phép vi c mã hóa/gi i mã video m u hoàn toàn chuy n đ ng v i các t c đ DSL s d ng các thu t toán chu n (MPEG1, MPEG2, JPEG và H.261). H i ngh truy n hình ch t lư ng cao đư c h tr v i t c đ 384 kb/s, video gi i trí có th lên t i 1,5 Mb/s và truy n hình đ phân gi i cao 20 Mb/s. Vào năm 1985, truy n video ch t lư ng cao qua ph n l n các đư ng đi n tho i đư c cho là đi u không tư ng; tuy nhiên ngày nay nó đã tr thành hi n th c và r t ph bi n. Công ngh DSL chúng ta cho là tuy t v i ngày nay đã g n như b ngăn c n trong vi c tri n khai b i hai tr ng i chính: cơn s t s i quang và đ không ch c ch n v th ch . Trong nh ng năm 1980 nhi u nhà ho ch đ nh chính sách vi n thông hàng đ u tin tư ng r ng các đư ng đi n tho i đ ng s s m b thay th b i các đư ng s i quang tr c ti p t i m i khách hàng. Hai ki u tranh lu n v cơn s t s i quang là (1) truy n t i trên cơ s s i quang s s m tr nên quá r đ n m c vi c truy n cáp đ ng s b lo i b , và (2) Công ngh DSL s kéo dài vi c s d ng cáp đ ng và b ng cách y làm tr vi c tri n khai s ng còn v m t chi n lư c c a s i quang. Khi cu c tranh lu n di n ra gay c n thì đã làm sáng t m t đi u r ng s i quang d n t i các h gia đình v n t n kém hơn và r ng các công ty đi n tho i không th b t khách hàng c a h đ i vài năm cho t i khi s i quang có th l p t i nhà h . Các công ty đi n tho i t p trung tri n khai s i quang t i nh ng nơi mà v m t kinh t có th th c hi n đư c như: t i các khu thương m i chính và t i nh ng b ghép kênh xa (m ch vòng s ) ph c v hàng trăm khách hàng. Khi đư c h i li u DSL có ph i là m t công ngh quá đ không thì Ray Smith (CEO, Bell Atlantic) đã tr l i r ng "ADSL là m t công ngh quá đ cho 40 năm ti p theo". M i đe d a th hai t i vi c tri n khai DSL là s không ch c ch n v vi c ai s s h u b thu phát DSL phía khách hàng. Các công ty đi n tho i c m th y r ng b thu phát phía khách hàng nên thu c v m ng đ đ m b o ch t lư ng t t, đơn gi n hóa nh ng tình hu ng phi n hà và đ d dàng năng c p lên các công ngh tương lai. Các nhà ho ch đ nh chính sách l i cho r ng b thu phát phía khách hàng đư c nên thu c s h u b i khách hàng cho phép khách hàng t do l a ch n trong s nhi u nhà cung c p thi t b c nh tranh. S phát tri n h th ng ch m do các k sư thi t b không bi t các đ c tính đư c yêu c u, nhà cung c p thi t b không bi t kênh bán hàng nào c n khai thác, và các k sư c a công ty đi n tho i không bi t ai s ch u trách nhi m cho vi c l p đ t và b o dư ng thi t b . S thành công c a m t d ch v (và công ngh h tr nó) ph thu c r t l n vào giá thành c a nó và m i quan h c a nó v i các phương án thay th s n có. Giá c d ch v v ph n mình l i ph thu c r t nhi u vào giá thành c a thi t b và chi phí nhân công v n hành. Chi phí v n hành và thi t b đư c gi m đi khi s khách hàng tăng lên. D ch v giá th p đ t đư c b ng cách thi t l p m t d ch v thu hút m t lư ng l n khách hàng và gi m t i đa chi phí cho cơ s h t ng b sung thông qua vi c s d ng các phương ti n s n có. Đ i v i DSL, m ch thu phát b sung th c hi n m r ng t m v i c a vòng ho c cho phép nh ng ng d ng b sung d n t i có th cho phép
2.9. CÁC NG D NG 19 gi m đư c giá c d ch v b ng cách m r ng th trư ng. M t đ tài tái di n trong lĩnh v c DSL là giá thành c a năng l c b sung trong b thu phát đem l i s ti t ki m nhi u hơn so v i chi phí v n hành gi m, t m v i c a vòng l n hơn hay các ng d ng b sung có th . 2.9 Các ng d ng Bư c đ u tiên trong vi c phát tri n m t công ngh hay m t h th ng là s nh n bi t v nhu c u c a khách hàng và nh ng liên quan t i yêu c u ch c năng. S đòi h i c a ngư i dùng cu i đ i v i các s n ph m và d ch v đư c đi u khi n b i vi c ti t ki m tài chính, t o l i nhu n, th c hi n nh ng nhi m v c n thi t và ti t ki m th i gian. Nh ng yêu c u này đư c th a mãn b i các ng d ng: ph n c ng và ph n m m th c hi n nh ng nhi m v nh t đ nh cho ngư i s d ng. M t ng d ng là m t gói ph n c ng, ph n m m và trong m t s trư ng h p m t d ch v m ng cung c p m t gi i pháp cho nhu c u đ c bi t c a khách hàng. M t d ch v th c hi n nh ng nhi m v nh t đ nh hay cung c p nh ng kh năng nh t đ nh, ADSL thích h p cho vi c h tr nhi u ng d ng, v i ngo i l đáng chú ý v truy n hình qu ng bá và m t s ng d ng kinh doanh .. 2.10 S ti n hóa c a truy n d n s Công ngh s đư c áp d ng vào các tuy n trung k gi a các t ng đài vào đ u nh ng năm 1960 nh m gi i quy t v n đ nhi u kho ng cách l n do s tích lũy nhi u c h u c a truy n d n tương t . M i b l p tương t trong m t đư ng trung k kho ng cách l n khu ch đ i c tín hi u và nhi u. M c dù thi t k b khu ch đ i tiên ti n nh t nhưng m t lư ng nhi u b sung đư c t o ra b i m i b l p. Truy n d n s lo i tr đư c tích lũy nhi u do tín hi u s đư c tái t o chính xác t i m i b l p. Truy n d n s d ng l p s cho phép có đư c đư ng truy n hoàn h o b t ch p kho ng cách. Các t ng đài đi n tho i đư c n i v i nhau thông qua các đư ng trung k , m i đư ng mang r t nhi u m ch tho i. Trong ph n l n các trư ng h p, m t ki n trúc m ng phân c p k t n i t ng đài n i h t v i m t t ng đài trung chuy n hay t ng đài đư ng dài liên t nh. Vào năm 1970, ph n l n các đư ng trung k tương t đã đư c thay th b ng các đư ng trung k s T1, m i đư ng mang 24 m ch tho i. K t qu là các t ng đài n i h t và liên t nh đư c bao b c b i nh ng đư ng trung k s . Nhưng vi c chuy n đ i t s sang tương t phía t ng đài tương t không th đáp ng đư c nên các h th ng chuy n m ch đã nhanh chóng chuy n sang chuy n m ch s . Vào năm 1985 ISDN đã m r ng mi n ho t đ ng s t i khách hàng. L n đ u tiên d ch v s đi m n i đi m đã có m t v i m t s lư ng l n. ISDN cung c p cho khách hàng c d ch v s chuy n m ch gói và chuy n m ch m ch. Trư c đó, các đư ng d ch v d li u s (DDS) ho t đ ng t c đ trong kho ng 9,6 t i 64 kb/s đã cung c p t i d ch v d li u chuy n m ch gói. D ch v DDS đã r t b h n ch do giá thành cao và ch kh d ng trong m t s ít vùng đư c l a ch n. ISDN là m ng chuy n m ch m ch cơ s , v i chuy n m ch gói ch phù h p cho lưu lư ng gói băng h p. Chuy n m ch ISDN băng r ng (BISDN) v i phương th c truy n d n c n đ ng b hi u su t
CHƯƠNG 2. CƠ S C A DSL 20 cao đư c hình dung làm k t n i t i t t c các khách hàng thông qua nh ng tuy n s i quang tr c ti p. HDSL và ADSL đã m cánh c a th gi i d ch v d li u băng r ng cho m t th trư ng r ng l n.