Công nghệ đường dây thuê bao số xDSL - Chương 6

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

83
lượt xem 14
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 6 CÁc phương pháp truyền sóng công

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Công nghệ đường dây thuê bao số xDSL - Chương 6

Chương 6 Các phương pháp truy n song công H u h t các d ch v DSL đòi h i truy n d li u theo hai hư ng hay "song công". Các modem DSL tách các tín hi u hai hư ng ngư c chi u s d ng các phương pháp truy n song công. Có 4 phương pháp truy n song công g m: song công 4 dây, kh ti ng v ng, song công phân th i gian, và song công phân theo t n s . Ba phương pháp cu i cùng s d ng cùng m t đôi dây xo n đ truy n d n hai hư ng. 6.1 Song công 4 dây Hình minh h a song công 4 dây s d ng hai kênh đôi dây xo n, m i dây cho m t hư ng truy n. Song công 4 dây cũng đư c bi t t i v i tên truy n "đơn công kép" b i vì có hai kênh truy n đơn công (đơn hư ng). Như c đi m rõ ràng c a song công 4 dây là nó đòi h i hai đôi dây xo n thay vì m t đôi như đ i v i các phương pháp truy n song công còn l i. Song công 4 dây là phương pháp r ti n nh t n u đôi dây đ ng ph s n có không dùng t i. Tuy nhiên, do dây đ ng ph thư ng là đ t nên giá thành t ng c ng thư ng là cao nh t v i song công 4 dây, m c dù giá thành cho các thành ph n đi n t có th là r hơn. S th a hi p v giá thành đi n t đ ti t ki m dây đ ng là m t đ tài chung thư ng xu t hi n trong k thu t DSL. Các DSL đ u tiên, các m ch T1(DS1, ANSI-T1.403) và E1 (G.703, ITU-T), mang t c đ d li u 1,544 Mb/s và 2,048 Mb/s tương ng v i song công 4 dây. Kho ng cách t i đa đi n hình đ i v i các m ch T1 và E1 (không dùng b l p) x p x 2000 m. Song công 4 dây thư ng đư c s d ng trong m t s modem HDSL 2,048 Mb/s hi n đ i v i kho ng cách x p x 4000 m khi các đôi dây đ ng xo n là dư th a và đòi h i giá thành các b thu phát th p. Các DSL như v y đư c g i là HDSL đơn công kép. Các hư ng truy n HDSL đơn công kép đi n hình đư c đ t trong các nhóm binder (bó s i) khác nhau đ tránh xuyên âm đ u g n gi a các tín hi u trong các hư ng ngư c nhau (xem Chương ). 63
CHƯƠNG 6. CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUY N SONG CÔNG 64 6.2 Kh ti ng v ng Song công kh ti ng v ng (xem Hình 6.1) đ t t i t c đ d li u c a song công 4 dây trên duy nh t m t đôi dây xo n, do đó ti t ki m đư c cáp đ ng hay tương ng v i vi c tăng đ r ng băng t n c a các đôi dây xo n hi n có. Kh ti ng v ng là d ng th c ghép kênh ph bi n nh t trong DSL, đư c chu n hóa đ s d ng trong ISDN, HDSL và ADSL. M t "ti ng v ng" là s ph n x c a tín hi u phát v b thu đ u g n. Ti ng v ng r t đư c quan tâm vì các tín hi u tương ng v i c hai hư ng truy n s đ ng th i t n t i trên đư ng truy n đôi dây xo n, vì v y ti ng v ng là nhi u không mong mu n. Ti ng v ng là phiên b n b l t ra c a tín hi u đư c phát đi. M t b kh ti ng v ng t thích nghi t o ra m t b n sao c a tín hi u phát b v ng v và tr nó cho tín hi u nh n đư c. Mũi tên đư c v xuyên qua kh i b kh ti ng v ng trong Hình 6.1 thư ng đư c s d ng trong x lý tín hi u s đ bi u th r ng m t b l c ho t đ ng m t cách thích nghi s d ng tín hi u trên đư ng dây làm tín hi u đi u khi n. Hình 6.1: Kh ti ng v ng cho vi c tách bi t tín hi u trên 2 dây M ch sai đ ng tương t trong Hình 6.1 tách các tín hi u phát kh i các tín hi u thu khi tr kháng đư ng truy n hoàn toàn ph i h p b i tr kháng b sai đ ng tương ng như đã th o lu n trong Chương 3. Khi các tr kháng này không th đư c ph i h p hoàn toàn, mà đi u này h u h t là luôn đúng trong th c t , m t ti ng v ng c a tín hi u phát xu t hi n t i đ u ra tín hi u thu c a b sai đ ng. Thi t k b sai đ ng t t đ t t i đ suy hao tín hi u phát 20 dB trư c khi nó phát ra kh i đ u ra tín hi u thu c a b sai đ ng. Các tín hi u đư ng dây s có th b suy hao lên t i kho ng 40 dB, do đó ti ng v ng có th v n l n hơn tín hi u mong mu n t đ u xa kho ng 20 dB, d n t i t s tín hi u trên nhi u không th ch p nh n đư c đ tách đư c tín hi u mong mu n t đ u xa. Đ u vào c a b kh ti ng v ng là m t tín hi u phát d ng s đư c l y m u. Đ u vào này v i các m u trư c đó đư c lưu trong đư ng dây tr s thư ng kéo dài t 100 đ n 200 µs B kh ti ng v ng nhân các m u đã đư c lưu này v i các h s c a b kh ti ng v ng và l y t ng các tích nh n đư c đ hình thành m t giá tr ư c lư ng c a ti ng v ng, mà sau đó b tr kh i đ u ra c a b sai đ ng. Các h s đ kh t t nh t ph thu c vào đư ng truy n và do đó đư c xác đ nh m t cách thích nghi. Các b kh ti ng v ng ph i có kh năng lo i tr ti ng v ng v i m c trên 50 dB đ i v i
6.2. KH TI NG V NG 65 ISDN, v i m c trên 60 dB đ i v i HDSL và v i m c trên 70 dB đ i v i ADSL. Các m c kh là khác nhau vì t n s càng cao thì suy hao càng l n v i HDSL và ADSL, có nghĩa r ng máy thu ph i gi m ti ng v ng t n s cao t i m c th p hơn đ làm cho nó nh hơn m c nh nh t c a các t n s thu. Đ đ t đư c m c lo i tr ti ng v ng cao này, b kh ti ng v ng ph i xác đ nh các h s v ng thích nghi v i đ chính xác cao. M t s b kh ti ng v ng cũng xây d ng đ c tính phi tuy n cho các thành ph n ti ng v ng mà không th đư c bi u th làm t ng các tích c a các m u tín hi u phát. Kh ti ng v ng ph c t p hơn song công 4 dây. Tuy nhiên, v i s ra đ i c a các b vi x lý v i kh năng x lý tín hi u s cao c a các VLSI, kh ti ng v ng th m chí ph n l n các trư ng h p kh t khe nh t (ADSL) thư ng có giá thành không đáng k và do đó thư ng có m t trong th c t . Ư c lư ng ti ng v ng đư c t o ra b i b kh ti ng v ng có th đư c vi t ng n g n là d=W ∗X (6.1) đây d là ư c lư ng c a thành ph n ti ng v ng d c a tín hi u nh n đư c t i l i ra c a b sai đ ng. W là m t vector c t c a các h s kh ti ng v ng, và X là m t vector tương ng c a các m u tín hi u phát (d u * đ u ký hi u chuy n v và liên h p ph c). Tích c a hai vector v m t toán h c mô t t ng tr ng s đư c hình thành b i b kh ti ng v ng. Các giá tr trong vector đ u vào X cũng như ho t đ ng và đ chính xác có th đ t đư c c a b kh ti ng v ng ph thu c vào mã đư ng đư c ch n (xem chương 7). Đ minh h a đ ph c t p, t c đ l y m u c a m t máy phát ISDN t i thi u là 80 kHz, tương ng v i kho ng th i gian l y m u 12,5 µs. Vì v y, m t đ dài đáp ng ti ng v ng 400 µs (tương ng v i kích thư c c a W và X) đòi h i t i thi u 32 h s , và vì v y 32(80,000)=2,56 tri u phép tính trên 1 giây. Các b l c thông th p đư c s d ng đ tri t b nhi u đi n hình làm tăng đ dài c a ti ng v ng. Các b kh ti ng v ng cho HDSL có th c n đ n 64 hay 128 h s và lên t i 128×800.000=100 tri u phép tính trên 1 giây. Các b kh ti ng v ng cho ADSL có th c n đ n 300 h s , nhưng l i d ng tính không đ i x ng và "quay vòng" c a mã đư ng DMT, đi n hình yêu c u t 20 đ n 30 tri u phép tính trên giây. 6.2.1 Kh ti ng v ng thích nghi Các giá tr c a h s có th đư c quy t đ nh b i thu t toán c p nh t trung bình bình phương nh nh t - m t phương pháp stochastic-gradient xác đ nh ki u l p đi l p l i và tìm ki m các giá tr h s chính xác. Tín hi u l i b kh ti ng v ng là e=d−d (6.2) và b ng tín hi u nh n đư c n u b kh ti ng v ng tái t o m t cách hoàn h o ti ng v ng và lo i tr nó. Tín hi u l i này cũng đư c s d ng đ c p nh t giá tr bình phương trung bình nh nh t. ∗ (6.3) Wk+1 = Wk + µek Xk đây ch s k là ch s th i gian c p nh t. H ng s µ xác đ nh s th a hi p gi a đ chính xác ư c đoán và t c đ tìm ki m. Kh ti ng v ng phi tuy n làm tăng kh năng kh ti ng v ng trên b ng cách b sung m t b ng tham chi u đưa ra đi m ư c lư ng ti ng v ng d (RAM đánh đ a ch b i vector Xk ). Đ a ch cho b ng tham chi u đư c xác đ nh b i các bit có tr ng s l n nh t c a các m u tín hi u
CHƯƠNG 6. CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUY N SONG CÔNG 66 phát đ i v i vài m u tương ng v i các chu kỳ th i gian thu khi ph n l n năng lư ng v ng l i b ph n x . Vi c c p nh t v trí b ng tham chi u đơn gi n là l y trung bình (giá tr m i= giá tr cũ + λ (l i)). λ là m t h ng s xác đ nh s th a hi p gi a đ chính xác và th i gian dò tìm c a b kh ti ng v ng phi tuy n. 6.3 Song công phân chia th i gian Song công phân chia theo th i gian (TDD) gi im l ng m t hư ng truy n trong khi hư ng kia đang làm vi c. Đi u khi n tuy n thay đ i t i các kho ng th i gian chia đ u gi a các hư ng truy n. TDD tránh đư c s c n thi t v b kh ti ng v ng trên m t m ch vòng 2 dây, như đư c minh h a trên Hình 6.2. Các "chuy n m ch" thay đ i gi a hai hư ng truy n nh m cho phép c hai đôi c a máy phát/máy thu s d ng cùng m t đư ng 2 dây. Tuy nhiên, đ i v i truy n d n đ i x ng, t c đ d li u ph i t i thi u đư c chia đ u vì ch m t n a th i gian k t n i đư c dùng đ truy n. Đi n hình, s quay vòng c a m ch vòng gây ra thêm m t s t n th t v t c đ truy n do trong th c t chúng không th đư c th c hi n ngay l p t c. TDD đôi khi đư c g i b ng m t tên thân m t là "ping-pong" m t s ví von gi a môn bóng bàn v i đi u khi n truy n d n. Hình 6.2: Kh ti ng v ng cho vi c tách bi t tín hi u trên 2 dây Ví d 1 - ISDN Nh t. Các nhà cung c p vi n thông nh t b n đôi khi s d ng TDM thay cho tiêu chu n truy n d n ISDN ANS T1.601 (tiêu chu n cho kh ti ng v ng). Trong h th ng này, m i hư ng truy n s có lư t truy n trong kho ng th i gian 400 µs Ví d 2 - VDSL: Trên danh nghĩa, TDM gây ra t n th t băng t n không th ch p nh n đư c đ i v i các d ch v như ADSL hay VDSL khi các d ch v này c t n d ng băng t n truy n d n trên đôi dây xo n. Tuy nhiên, trong m t DSL, xuyên âm tr nên tr m tr ng các t n s cao hơn. Xuyên âm đ u g n (xem Chương 3) chi m ưu th trên các lo i nhi u t n s trên 300 kHz trong DSL. Các tín hi u VDSL chi m băng t n r ng hơn nhi u và gây xuyên âm không th ch p nh n đư c sang nhau n u tri t ti ng v ng đư c s d ng. Vì v y, trong khi TDM ch c ch n gây ra t n th t th i gian truy n, thì s m t mát này có th đư c bù tr b ng gi m NEXT xu ng t i thi u n u t t c các đư ng trong m t binder cùng làm vi c (t c là chúng "ping" và "pong" cùng m t th i đi m). M t s đ xu t VDSL g n đây (VDSL-SDMT) s d ng TDM nh m gi m giá thành và c i thi n hi u su t so v i s d ng phương th c tri t ti ng v ng. VDSL v n chưa đư c chu n hóa và các đ xu t cho ghép kênh (FDM) đang đư c nghiên c u.
6.4. GHÉP KÊNH PHÂN CHIA T N S 67 6.4 Ghép kênh phân chia t n s Ghép kênh phân chia t n s (FDM) phát các hư ng khác nhau trên các băng t n không ch ng l n, như Hình 6.3. FDM v n chưa đư c s d ng nhi u trong th c t ch y u do bi n đ i suy hao đư ng truy n t o ra đ không ch c ch n v lư ng băng t n c n đư c phân b cho hai hư ng truy n. FDM, gi ng như TDM tránh đư c NEXT n u t t c đư ng truy n s d ng cùng m t băng t n. M t s l a ch n FDM (tương thích v i kh ti ng v ng) cho ADSL cho phép đ t trư c 138 kHz đ u tiên cho truy n lu ng lên và phù h p v i tiêu chu n T1.413. L a ch n này ph n l n đư c s d ng M . Tuy nhiên hi u su t đư c th a hi p trong c u hình này và băng t n lu ng lên b gi i h n đ i v i các t c đ d li u dư i t c đ mong mu n đ i v i m t s d ch v (truy c p internet). M t s tiêu chu n ADSL m i t ITU đư c bi t t i như "g.dmt", "g.922.1", "g.lite" và "g.922.1", th c t có 3 ph l c, m i ph l c cho phép FDM, kh ti ng v ng, hay TDM trong các modem ADSL này Hình 6.3: Kh ti ng v ng cho vi c tách bi t tín hi u trên 2 dây