Công nghệ đuờng dây thuê bao số ADSL & ứng dụng

Mục lục
Chơng I: Tổng quan về các công nghệ xDSL...................................5
1.1 Tổng quan về các phơng thức truy nhập mạng.............................................5
1.2 Công nghệ xDSL.............................................................................................8
1.3 Tình hình triển khai xDSL trên thế giới.........................................................10
Chơng II: Cơ sở kỹ thuật xDSL.................................................................12
2.1 Một số vấn đề khi truyền dẫn tín hiệu trên mạng PSTN...............................12
2.1.1 Sự suy giảm............................................................................................12
2.1.2 Môi trờng tạp âm..................................................................................13
2.1.3 Một số đặc điểm mạng PSTN................................................................15
2.2 Các kỹ thuật tiên tiến của công nghệ xDSL...................................................16
2.2.1 Các kỹ thuật điều chế.............................................................................16
2.2.2 Các phơng thức truyền dẫn...................................................................24
2.2.3 Kỹ thuật sửa lỗi trớc.............................................................................25
2.2.4 Kỹ thuật ghép xen..................................................................................27
2.2.5 Kỹ thuật ngẫu nhiên hoá........................................................................29
Chơng III: Kiến trúc ứng dụng công nghệ xDSL...........................30
3.1 Kiến trúc mạng xDSL....................................................................................30
3.1.1 Mô hình kiến trúc ứng dụng công nghệ xDSL.......................................30
3.1.2 Các thiết bị sử dụng trong mạng............................................................32
3.2 Các dịch vụ ứng dụng công nghệ xDSL........................................................33
3.2.1 Dịch vụ Nì64 over DSL.........................................................................34
3.2.2 Dịch vụ Frame Relay over DSL.............................................................34
3.2.3 Dịch vụ TCP/IP over DSL......................................................................36
3.2.4 Dịch vụ ATM over DSL.........................................................................39
3.3 Cấu hình hổ trợ cho ATM............................................................................41
3.3.1 Mô hình tham chiếu ATM over ADSL.................................................41
3.3.2 Khối ATU-C và ATU-R .......................................................................43
3.3.3 Hội tụ truyền dẫn trên ADSL................................................................44
Chơng IV : Công nghệ ADSL.......................................................................45
4.1 Đặc điểm......................................................................................................45

4.2 Hiện trạng chuẩn hoá ADSL........................................................................45
4.3 Mô hình tham chiếu mạng ADSL.................................................................46
4.3.1 Mô hình tham chiếu toàn hệ thống.......................................................46
1
4.3.2 Mô hình tham chiếu ATU-C.................................................................47
4.3.3 Mô hình tham chiếu ATU-R.................................................................49
4.3.4 Hoạt động và chức năng các khối ATU-C và ATU-R...........................50
4.4 Tạo khung và ngẫu nhiên hoá......................................................................60
4.4.1 Cấu trúc khung của ADSL...................................................................60
4.4.2 Các chế độ phân phối ADSL................................................................63
4.4.3 Ngẫu nhiên hoá....................................................................................65
4.5 Khởi tạo và vận hành...................................................................................66
4.5.1 Tiêu đề ADSL.......................................................................................66
4.4.2 Khởi tạo hoạt động hệ thống.................................................................67
4.6 ADSL. Lite....................................................................................................72
4.7 Một số khó khăn khi triển khai công nghệ ADSL.........................................74
4.7.1 Tơng thích phổ....................................................................................74
4.7.2 Chất lợng đờng truyền......................................................................76
4.8 Ưu điểm và nhợc điểm của hệ thống ADSL..............................................77
Chơng V: Khả năng ứng dụng công nghệ ADSL trong mạng
truy nhập Việt Nam......................................................................................79
5.1 Hiện trạng mạng viễn thông Việt Nam.........................................................79
5.1.1 Cấu trúc mạng viễn thông Việt Nam.....................................................79
5.1.2 Hiện trạng mạng truy nhập Việt Nam...................................................80
5.2 Nhu cầu dịch vụ viễn thông Việt Nam giai đoạn 2000-2010.......................83
5.3 Khả năng ứng dụng công nghệ xDSL cho mạng truy nhập Việt Nam..........85
5.3.1 Kỹ thuật HDSL......................................................................................86
5.3.2 Kỹ thuật ADSL......................................................................................86
5.4 Một số phơng pháp triển khai kỹ thuật ADSL............................................87
5.5 Kết luận........................................................................................................92

Các thuật ngữ viết tắt.................................................................................................94
Tài liệu tham khảo................................................................................................... .96
Lời nói đầu
Trong những năm gần đây, các dịch vụ Internet bùng nổ ngày càng mạnh mẽ
do nhu cầu truyền thông số liệu tăng nhanh. Mặc dù các modem tơng tự vẫn còn đ-
ợc sử dụng phổ biến để truy cập dữ liệu đợc truyền qua mạng PSTN. Tuy nhiên,
càng ngày các yêu cầu của khách hàng càng cao hơn và các modem tơng tự với tốc
độ thấp không đáp ứng đợc. Hơn nữa, các mạng PSTN đợc xây dựng để phục vụ các
2
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 đợc đa ra, công nghệ
đờng dây thuê bao số DSL (Digital Subscriber Line) nổi bật ở tính khả thi hơn cả.
Không những đáp ứng đợc yêu cầu truyền số liệu tốc độ nhanh hàng chục Mbit/s và
đa thông tin qua mạng truyền số liệu mà công nghệ này còn không đòi hỏi vốn đầu
t ban đầu lớn. Chính vì vậy mà công nghệ DSL đã đợc lựa chọn nh 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 nh ANSI, ETSI,
ITU, UAWG, T1E1.4, ADSL Forum ... đang nỗ lực đa ra các tiêu chuẩn chung cho
các công nghệ này. Trên thế giới các nhà khai thác và quản lý viễn thông cũng đã đa
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.
Do những u điểm và sự phù hợp của công nghệ xDSL đối với chiến lợc phát
triển của mình, Việt Nam đã và đang tiến hành ứng dụng một số công nghệ xDSL
vào mạng truy nhập của mình, đặc biệt là công nghệ ADSL nhằm đáp ứng đợc
những nhu cầu ngày càng cao hiện nay của đất nớc.
Theo dõi quá trình phát triển công nghệ DSL cho mạng truy nhập, đề tài tốt
nghiệp Nghiên cứu công nghệ đờng dây thuê bao số ADSL và ứng dụng cho các
dịch vụ truy cập băng rộng trình bày tổng quan về công nghệ ADSL. Ngoài ra đề

tài xem xét đến khả năng triển khai một số kỹ thuật của công nghệ xDSL nói chung
và ADSL nói riêng nhằm cung cấp một số dịch vụ tiềm năng đặc biệt là dịch vụ
truy cập INTERNET tốc độ cao và dịch vụ truyền hình cáp dựa trên mạng viễn
thông của nớc ta.
Nội dung đề tài chia làm 5 chơng :
Ch ơng 1 : Giới thiệu chung về các phơng thức truy nhập mạng băng rộng, các
u nhợc điểm của các phơng thức truy nhập. Ngoài ra chơng này còn giới thiệu một
số các công nghệ xDSL cũng nh tình hình phát triển của công nghệ xDSL trên thế
giới.
Ch ơng 2: Trình bày cơ sở kỹ thuật của công nghệ xDSL nói chung và ADSL
nói riêng. Tại sao công nghệ này lại có thể đạt đợc tốc độ cao đến nh vậy? Trong đó
nêu lên một số vấn đề khi truyền dẫn tín hiệu trên mạng PSTN nh sự suy giảm, môi
trờng tạp âm cũng nh một số các kỹ thuật tiên tiến của công nghệ xDSL.
Ch ơng 3: Trình bày một số kiến trúc ứng dụng công nghệ xDSL, mô hình tham
chiếu và một số các dịch vụ ứng dụng công nghệ xDSL.
3
Ch ơng 4: Giới thiệu về hiện trạng chuẩn hoá công nghệ ADSL, mô hình tham
chiếu hệ thống, hoạt động và chức năng các khối trong mô hình. Chơng này còn giới
thiệu một phiên bản mới của ADSL là ADSL.Lite.
Ch ơng 5: Phân tích cấu trúc và hiện trạng mạng viễn thông Việt Nam, dự
đoán các nhu cầu dịch vụ viễn thông trong những năm tới, trên cơ sở đó đánh giá
khả năng ứng dụng công nghệ này cho mạng truy nhập Việt Nam. Ngoài ra chơng
này còn nêu lên một số các phơng pháp triển khai kỹ thuật ADSL để có thể cung cấp
các dịch vụ tốc độ cao tới khách hàng.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã truyền đạt kiến thức và chỉ bảo
cho em trong những năm học vừa qua. Em xin cảm ơn thầy giáo TS. Trần Văn Cúc
đã nhiệt tình hớng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đồ án cùng tất cả bạn
bè, ngời thân, những ngời đã động viên và giúp đỡ em trong thời gian qua.
Do có sự hạn chế về thời gian và năng lực cho nên nội dung của đồ án tốt
nghiệp không thể tránh khỏi những sai sót, em mong đợc thầy cô và các bạn quan

tâm góp ý thêm.
Chơng I : tổng quan các công nghệ xdsl
1.1 TổNG QUAN Về CáC PHƯƠNG THứC TRUY NHậP MạNG
Ngày nay, nhu cầu của khách hàng về các dịch vụ băng rộng đang tăng nhanh.
Những khách hàng là các doanh nghiệp thờng yêu cầu các dịch vụ băng rộng tơng
tác nh : truy nhập Internet tốc độ cao, hội nghị truyền hình, video theo yêu cầu. Còn
những khách hàng thông thờng thì yêu cầu các dịch vụ không tơng tác nh phim theo
4
yêu cầu, truyền hình số... Điều này thúc đẩy các công ty viễn thông nhanh chóng
triển khai các giải pháp phân phối dịch vụ băng rộng tới khách hàng có hiệu quả
nhất.
Vấn đề khó khăn nằm trên những kilomet cuối tới thuê bao sử dụng các đôi
dây đồng đã đợc trang bị từ xa tới nay để cung cấp các dịch vụ PSTN cho khách
hàng trên khắp thế giới. Mạng truy nhập PSTN chỉ cung cấp một băng tần thoại hạn
hẹp 0,3ữ3,4 kHz với tốc độ truyền số liệu tối đa là 56 kbit/s nên không đáp ứng đợc
việc truyền tải các khối dữ liệu lớn có nội dung phong phú kèm hình ảnh sống động.
Để giải quyết vấn đề này nhiều kỹ thuật truy nhập băng rộng đã đợc đa ra xem xét :
1.1.1 Truy nhập mạng thông qua cáp đồng
Kỹ thuật truy nhập mạch vòng cáp đồng hay đợc gọi là kỹ thuật đờng dây
thuê bao số (DSL: Digital Subscriber Line) đã xuất hiện từ đầu những năm 1980.
Thực ra đây là một họ các công nghệ thờng đợc gọi là các công nghệ xDSL, chữ x
thể hiện cho các công nghệ DSL khác nhau nh : ADSL, HDSL, VDSL... Đây là các
kỹ thuật truy nhập điểm tới điểm kết nối giữa thuê bao và tổng đài trung tâm cho
phép truyền tải nhiều dạng thông tin nh số liệu, âm thanh, hình ảnh qua đôi dây
đồng truyền thống.
5
Giải pháp của xDSL là sử dụng dải tần lớn hơn phía trên dải tần mà dịch vụ
thoại sử dụng vì vậy băng thông truyền dẫn cao hơn. Trên đó, ngời ta sử dụng các
phơng pháp mã hoá khác nhau để có thể truyền đợc tốc độ dữ liệu rất cao. Tốc độ
của đờng dây xDSL tuỳ thuộc thiết bị sử dụng, khoảng cách từ tổng đài tới thuê bao,

chất lợng tuyến cáp, kỹ thuật mã hoá ... Thông thờng kỹ thuật này cho phép hầu hết
khách hàng truyền từ tốc độ 128 kbit/s tới 1,5 Mbit/s. Với kỹ thuật mới nhất VDSL
cho phép truyền số liệu với tốc độ lên tới 52 Mbit/s theo hớng từ tổng đài xuống
thuê bao. Điểm nổi bật của kỹ thuật xDSL là tận dụng đợc cơ sở hạ tầng cáp đồng
phổ biến trên thế giới nên nó đã mau chóng chuyển từ giai đoạn thử nghiệm sang thị
trờng thơng mại rộng lớn đáp ứng nhu cầu phân phối các dịch vụ băng rộng tới ngời
sử dụng.Ví dụ ở Mỹ, một trong các lý do phát triển nhảy vọt của thị trờng DSL là sự
kiện sửa đổi điều lệ hoạt động viễn thông của quốc hội Mỹ vào năm 1996 cho phép
các công ty viễn thông cạnh tranh CLEC sử dụng những điều kiện truy nhập nh các
công ty độc quyền sở hữu mạng truyền tải nội hạt ILEC để cung cấp các đờng truy
nhập tốc độ cao cho dịch vụ của mình. Vì vậy đã tạo cơ hội cho những công ty cạnh
tranh thuê cơ sở hạ tầng của ILEC mà không cần đầu t xây dựng nên chi phí dịch vụ
giảm xuống thu hút nhiều khách hàng hơn.
Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống truy cập mạng sử dụng công nghệ DSL
6
Ngoài ra, khi vấn đề đầu t xây dựng mạng truy nhập sử dụng cáp quang quá
tốn kém thì công nghệ này đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà sản xuất thiết bị viễn
thông, các cơ quan quảng bá phát thanh truyền hình, các nhà khai thác dịch vụ, các
công ty điện thoại nội hạt tạo nên sự cạnh tranh làm giảm chi phí thiết bị và giá cả
dịch vụ. Một yếu tố góp phần thúc đẩy sự phát triển và hoàn thiện của công nghệ
này là sự ra đời các tiêu chuẩn chung cho hoạt động của xDSL do tổ chức viễn thông
quốc tế ITU và nhiều tổ chức tiêu chuẩn, nhóm làm việc khác đa ra.
1.1.2 Kỹ thuật truy nhập mạng thông qua cáp quang
Công nghệ truy nhập cáp trên môi trờng cáp sợi quang có các u điểm mạnh so
với cáp đồng. Sợi cáp quang cho phép tín hiệu truyền qua có cự ly xa hơn, khả năng
chống nhiễu và xuyên âm tốt, băng tần truyền dẫn rất lớn đảm bảo việc cung cấp các
dịch vụ băng rộng tới khách hàng. Nh vậy mạng truy nhập cáp quang là đích cuối
cùng của các nhà quản lý và khai thác viễn thông. Tuy nhiên việc xây dựng một
mạng truy nhập sử dụng cáp quang đòi hỏi sự đầu t ban đầu rất lớn. Việc thay thế
toàn bộ cơ sở hạ tầng sẵn có gồm hàng ngàn đôi dây đồng cùng các hệ thống cống

bể cha sử dụng hết khấu hao sẽ phải tính vào giá thành cho các dịch vụ mới cung
cấp. Hơn nữa nhu cầu sử dụng của mỗi thuê bao không tận dụng hết khả năng của 1
đôi sợi cáp quang nên sẽ gây lãng phí. Do vậy, phơng án lắp đặt cáp quang tới từng
cụm dân c (FTTC) hoặc tới các toà nhà (FTTB), các trụ sở cơ quan lớn (FTTO) có ý
nghĩa hơn. Tín hiệu số từ các nhà cung cấp dịch vụ truyền qua các tuyến trục chính
tới các tổng đài trung tâm. Từ đây tín hiệu đi theo phần mạng quang tới điểm phân
phối để chuyển đổi sang tín hiệu điện rồi đợc truyền trên đôi dây cáp đồng tới thuê
bao. Công nghệ VDSL phù hợp với đoạn dây đồng ngắn cho phép truyền tải luồng
thông tin từ phần mạng quang tới mỗi thuê bao là 52 Mbit/s và luồng lên là
2,3Mbit/s/thuê bao. Nh vậy, việc tồn tại đoạn cáp đồng cuối lại là một yếu tố thúc
đẩy sự phát triển của công nghệ xDSL. Phơng án sử dụng cáp đồng trục để truyền
tín hiệu từ phần kết cuối mạng quang ONU tới thuê bao trong cấu hình HFC cũng đ-
ợc sử dụng ở nhiều nớc . Mạng lai ghép quang/cáp đồng trục này sử dụng băng tần
từ 0-50 MHz cho hớng lên và 50-750 MHz cho hớng xuống cung cấp gần một trăm
kênh truyền dẫn tốc độ cao (6 MHz mỗi kênh) phân phối các luồng video tơng tự,
số, thoại, dữ liệu tới ngời sử dụng. Tuy nhiên HFC phân phối dữ liệu quảng bá tức là
cáp đồng trục có thể phân phối nhiều kênh video tới một vùng dân c nhng cùng một
thông tin. Khi dùng chung cho nhiều ngời sử dụng thì băng thông của mỗi kênh
trong HFC không cao bằng DSL. DSL phân phối dữ liệu riêng tới từng ngời sử dụng
nên linh hoạt hơn. Hơn nữa ở các nớc cha có sẵn mạng cáp đồng trục thì việc xây
dựng hệ thống này cũng đòi hỏi chi phí đầu t cao.
1.1.3 Kỹ thuật truy nhập mạng thông qua môi trờng vô tuyến
7
Kỹ thuật truy nhập vô tuyến cung cấp dịch vụ băng rộng có nhiều loại khác
nhau. LMDS - hệ thống phân bố đa điểm nội hạt là một kỹ thuật cung cấp các dịch
vụ đa phơng tiện hai hớng gồm cả thoại và số liệu tốc độ cao. Hệ thống này cho
phép những nhà cung cấp dịch vụ ở xa, không có cơ sở hạ tầng có thể cung cấp một
cách truy nhập có hiệu quả kinh tế tới khách hàng. LMDS sử dụng dải tần 1 GHz
trong băng tần từ 27,5ữ28,35 GHz, phạm vi phục vụ trong vòng bán kính 3ữ6 km.
MMDS - hệ thống phân bố đa điểm đa kênh cũng là một loại mạng băng rộng tơng

tự LMDS nhng hoạt động ở tần số 2,4 GHz. Hệ thống này có thể cung cấp 33 kênh
TV tơng tự tới các thuê bao trong bán kính 40-48 km từ trạm phát. Nếu tín hiệu
video đợc số hoá và nén thì số kênh cung cấp có thể lên tới 100 hoặc 150 kênh.
Cũng nh LMDS, MMDS yêu cầu anten thu tại nhà thuê bao phải trong tầm nhìn
thẳng với trạm phát. DBS - hệ thống quảng bá trực tiếp từ vệ tinh là thế hệ tiếp theo
của các dịch vụ truyền hình quảng bá nhờ vệ tinh. Hệ thống DBS sử dụng kỹ thuật
nén MPEG-2 cho tín hiệu video số làm tăng hiệu quả sử dụng băng tần. Kích thớc
anten tại nhà khách hàng giảm đi, chất lợng âm thanh và hình ảnh tốt hơn. Bộ set-
top box tại nhà khách hàng ngoài việc chuyển đổi tín hiệu số sang analog còn đợc
trang bị nhiều tính năng thông minh cung cấp nhiều dịch vụ mới nh truyền hình tơng
tác và thông tin theo yêu cầu. Mạch vòng thuê bao vô tuyến WLL cũng là một giải
pháp đợc sử dụng ở nhiều nơi trên thế giới. WLL có u điểm là lắp đặt triển khai
nhanh chóng, dễ thay đổi cấu hình lắp đặt lại ở phía thuê bao, dễ triển khai ở những
khu vực có địa hình hiểm trở. Tuy nhiên chi phí cho một thuê bao vẫn cao hơn so
với cáp đồng và dung lợng bị hạn chế theo dải tần đợc cung cấp bởi cơ quan quản lý
tần số.
Những nhợc điểm mà kỹ thuật truy nhập vô tuyến không đợc lựa chọn làm giải
pháp mạng truy nhập hiện nay là : khó đáp ứng yêu cầu truyền thông 2 chiều, khó
triển khai trong vùng đô thị. Các hệ thống LMDS/MMDS thì chịu nhiều ảnh hởng
của thời tiết dễ h hại do ma, bão, sấm, sét... Để tăng vùng phủ sóng của hệ thống
DBS yêu cầu phải tăng số vệ tinh tuy nhiên vị trí của chúng là một vấn đề khó khăn
cho các nhà cung cấp dịch vụ, giá thành vệ tinh cao. Các hệ thống này còn thiếu các
chuẩn chung nên không thể mua một đĩa vệ tinh của một hãng để sử dụng với một
hệ thống khác. Thậm chí với cùng một hãng cũng phải mua các đĩa vệ tinh khác
nhau cho các dịch vụ số liệu và truyền hình quảng bá. WLL chỉ đem lại nhiều u
điểm khi triển khai ở những vùng dân c tha thớt, tận dụng đợc những trạm gốc đã có
sẵn.
Với lợi thế tận dụng mạng lới cáp đồng đang tồn tại rộng khắp trên thế giới
không đòi hỏi vốn đâù t ban đầu quá lớn với các kỹ thuật đang ngày càng hoàn thiện
nhằm cung cấp cho khách hàng mọi dịch vụ băng rộng theo yêu cầu với giá cả hợp

lý nên công nghệ xDSL đang thực sự trở thành sự lựa chọn số 1 cho các nhà cung
cấp dịch vụ trong giai đoạn hiện nay.
8
1.2 Công nghệ xDSL
xDSL là một họ công nghệ đờng dây thuê bao số gồm nhiều công nghệ có tốc
độ, khoảng cách truyền dẫn khác nhau nên đợc ứng dụng vào các dịch vụ khác nhau.
Bảng 1.1 sẽ liệt kê các loại công nghệ và tính chất của từng loại.
Nói chung thì những công nghệ xDSL có thể đợc phân loại theo tính đối xứng, số
đôi dây cáp xoắn đợc sử dụng, chồng phổ hay không chồng phổ băng tần thoại, có
bộ chia hay không có bộ chia và tốc độ biến đổi hay cố định.
Ví dụ khi phân loại theo tính chất của công nghệ là đối xứng hay không đối
xứng thì có thể phân thành 3 nhóm chính nh sau :
Công nghệ HDSL truyền dẫn hai chiều đối xứng gồm HDSL/HDSL2 đã đợc
chuẩn hoá và những phiên bản khác nh : SDSL, MDSL, IDSL.
Công nghệ ADSL truyền dẫn hai chiều không đối xứng gồm ADSL/ADSL.
Lite (G.Lite) đã đợc chuẩn hoá và các công nghệ khác nh CDSL, Etherloop,
Công nghệ VDSL cung cấp cả dịch vụ truyền dẫn đối xứng và không đối
xứng.

Công nghệ Tốc độ
Khoảng cách
Truyền dẫn
Số đôi dây
đồng sử dụng
Hổ trợ đồng
thời POTS
IDSL 144 Kb/s đối 5km 1 đôi Không
HDSL
1,544Mb/s đối
xứng

2,048Mb/s đối
xứng
3,6 km 4,5
km
2 đôi
3 đôi
Không
HDSL2
1,544Mb/s đối
xứng
2,048 Mb/s đối
xứng
3,6 km 4,5
km
1 đôi
Không
SDSL
768kb/s đối
xứng
1,544Mb/s
hoặc
2,048 Mb/s
một chiều
7 km
3 km
1 đôi Có thể
9
ADSL
1,5- 8 Mb/s luồng
xuống

1,544 Mb/s
luồng lên
5km (tốc độ
càng cao thì
khoảng cách
càng ngắn )
1 đôi Có
VDSL
26 Mb/s đối xứng
1352 Mb/s
luồng xuống
1,5-2,3 Mb/s
luồng lên
300 m 1,5
km
(tuỳ tốc độ)
1 đôi Có
Bảng 1.1: Các công nghệ DSL
1.3 Tình hình triển khai xDSL trên thế giới
Trên thế giới hiện nay có khoảng trên 725 triệu đờng truy nhập là đôi dây
đồng kết nối tới các hộ gia đình cũng nh các khách hàng thơng mại. Cơ sở hạ tầng
này là điều kiện để các công ty viễn thông triển khai công nghệ xDSL và mở ra một
kỹ nguyên mới cho truy nhập băng rộng trên toàn thế giới.
Hiện nay kỹ thuật xDSL đã đợc phát triển mạnh mẽ do các thiết bị trên thị tr-
ờng hoạt động tơng thích với nhau do có những tiêu chuẩn chung, giá thành thiết bị
giảm nhanh chóng đồng thời những tiến bộ kỹ thuật mới cho phép ngời sử dụng tự
lắp đặt thiết bị tại nhà, giảm chi phí dịch vụ.
Trong cuộc họp của DSL Forum tại Rome vào tháng 3/2002 cho thấy DSL đã
đợc chấp nhận nh một kỹ thuật truy nhập băng rộng dẫn đầu trên thế giới với tổng số
thuê bao lên tới 18,7 triệu khách hàng (bảng 1.2). Ngời ta dự đoán số thuê bao này

còn tăng nhanh và đạt tới 200 triệu thuê bao vào năm 2005.
Bảng 1.2 Số lợng thuê bao DSL trên thế giới năm 2002
Khu vực
Tổng số
thuê bao
DSL
Số lợng thuê
bao nhà riêng
% thuê bao
nhà riêng so
với tổng số
ngời dùng
Số lợng
thuê bao là
doanh nghiệp
% doanh
nghiệp so với
tổng ngời
dùng
Châu á-Thái
bình dơng
7,949,000 6,970,000 87.7 979,000 12.3
Bắc mỹ 5,510,000 4,267,000 77.4 1,242,000 22.6
10
Tây âu 4,232,000 3,523,000 83.2 709,000 16.8
Đông Nam á 499,000 374,000 75 125,000 25
Châu Mỹ
latinh
380,000 271,000 71.3 110,000 28.7
Đông Âu 53,000 32,000 60.4 21,000 39.6

Khu vực
Trung Đông
và châu Phi
48,000 37,000 77 11,000 23
Toàn thế giới 18,671,000 15,473,000 82.9 3,196,000 17.1
Tại Việt nam, các dịch vụ DSL cũng đã từng bớc đợc triển khai. Chủ yếu là dịch
vụ HDSL đợc sử dụng trong các đờng E1của mạng truyền số liệu. Tuy nhiên các
nhu cầu truy nhập Internet tốc độ cao và các dịch vụ video theo yêu cầu đang tăng
nhanh đã góp phần thúc đẩy các dịch vụ ADSL mau chóng đợc triển khai.
Đầu tháng 4/2002 , hệ thống ADSL đầu tiên đã đợc thử nghiệm tại Hải Phòng
với đờng truyền 8Mbps/2Mbps. Tuy nhiên tốc độ download xấp xĩ 5Mbps và tốc độ
upload xấp xĩ 400 kbps. Đầu tháng 5/2002 hệ thống này đã đợc tiếp tục triển khai tại
Hà Nội và thành phố Hồ Chí Mính và theo kế hoạch sẽ đa vào sử dụng vào tháng
7/2002. Tuy nhiên cho đến nay thì hệ thống này mới chỉ đợc thử nghiệm một cách
hạn chế đối với một số thuê có khoảng cách đến tổng đài nhỏ hơn 1km.
11
CHƯƠNG 2 : CƠ Sở Kỹ THUậT Xdsl
2.1 Một số vấn đề khi truyền dẫn tín hiệu trên mạng PSTN
2.1.1 Sự suy giảm tín hiệu do khoảng cách
Cũng giống nh trong bất cứ một môi trờng truyền dẫn nào, tín hiệu truyền
trên sợi dây đồng cũng bị suy giảm về độ lớn. Khoảng cách càng dài thì tín hiệu tại
đầu thu bị suy giảm càng mạnh. Do đó vấn đề làm sao để có thể thu lại đợc tín hiệu
mong muốn ban đầu ở bộ thu, điều này phụ thuộc vào tỷ số tín hiệu trên tạp âm (S/
N). Khi tỷ số này giảm mạnh thì bộ thu sẽ khó phân biệt đợc chính xác tín hiệu.
Loại dây và tần số tín hiệu cũng là hai trong nhiều nhân tố ảnh hởng mạnh đến sự
suy giảm này. Do đó dung lợng (tốc độ cực đại) của một kênh có độ rộng băng tần
B(Hz) cũng bị ảnh hởng và đợc tính theo công thức :

sbit
N

S
BC /)1(log
2
+ì=
Định lý Nyquist chỉ rõ khả năng truyền R
s
ký hiệu độc lập trong 1 giây
không có giao thoa giữa các ký hiệu đi qua bộ lọc thông thấp lý tởng có băng thông
R
s
/2 nghĩa là:
Độ rộng băng B
2
s
R
(Hz)
Trong hệ thống PCM , tốc độ truyền các ký hiệu bằng số lợng bit trong một
từ mã đợc tạo ra (b) từ xung lợng tử nhân với tần số lấy mẩu f
s
.
Số bit trong một từ mã : b=log
2
Q với Q là số mức lợng tử
Độ rộng băng tần của hệ thống PCM sử dụng mã nhị phân:
B
PCM

Q
f
s

2
log
2
ì
(Hz)
12
Để giảm bớt băng tần trớc khi truyền trên kênh thì phải sử dụng các phơng
pháp điều chế M trạng thái nh (BPSK, QPSK,QAM.....)trong đó thay các xung nhị
phân bằng dãy xung dãy xung M mức:
Do đó băng tần truyền dẫn lú này :B
M
Q
f
s
2
2
log
log
2
ì
(kHz)
Hiệu suất sử dụng phổ tần :
B
R
s
=

(bit/s/Hz)
Khi sử dụng điều chế :

+
=
1
s
R
B
Hz với là hệ số điều chế và thờng có giá trị
nằm trong khoảng (0.5ữ0.7)
R
s
(tốc độ bit)=
M
T
2
log
1
(b/s) với T là tốc độ ký hiệu tính bằng baud
Chú ý một điều rằng khi mức điều chế càng cao (M càng cao) thì hiệu suất sử
dụng băng thông càng lớn (do nhỏ_lý tởng =0).Băng tần giảm nên sẽ tiết kiệm
đợc băng tần. Tuy nhiên khi M làm cho số mức tăng, khoảng cách giữa các mức
giảm xuống làm. Do đó nhiễu tác động lên chúng làm càng khó phân biệt các mức
hơn và do vậy cho lỗi trong quá trình hoạt động tăng.
2.1.2 Môi trờng tạp âm
Tín hiệu truyền đi trên đờng dây đồng chịu tác động của môi trờng tạp âm của
bản thân mạch vòng dây đồng. Tạp âm làm giảm tỷ số S/N gây khó khăn cho việc
xác định chính xác tín hiệu ở đầu thu. Mạch vòng dây đồng có một số nguồn tạp âm
sau:
Tạp âm trắng(nhiễu nhiệt độ):Tạp âm nhiệt gây ra do chuyển động của
các electron trong đờng dây có thể coi nh tạp âm trắng có phân bố Gausian đợc gọi
là tạp âm trắng Gausian cộng AWGN. Tạp âm này ảnh hởng độc lập lên từng kí hiệu

đợc truyền hay nói cách khác chúng đợc cộng với tín hiệu bản tin. Nhiễu này là
nhiễu không thể tránh đợc và đợc tính nh sau:
N
o
=kT
N
o
: Độ nhạy nguồn nhiễu
k : Hằng số boltzman (k=1,38*10
-23
J/K)
T : Nhiệt độ Kenvin
Nhiễu này cũng không phụ thuộc vào tần số do đó nó đợc tính bằng Watt trong toàn
băng thông B
N=kTB hay đợc tính bằng decibel-watt
N = 10logk + 10logT+10logB = -228,6dBW + 10logT + 10logB
13
Xuyên âm: Xuyên âm xảy ra khi tín hiệu từ các đôi dây kế cận gây nhiễu
với nhau. Thành phần xuyên âm tiếp tục truyền theo hớng ban đầu gọi là xuyên âm
đầu xa FEXT. Thành phần xuyên âm truyền ngợc lại tới đầu phát gọi là xuyên âm
đầu gần NEXT. NEXT có ảnh hởng lớn hơn FEXT đối với truyền dẫn hai chiều đối
xứng vì FEXT bị suy hao trong suốt chiều dài truyền dẫn trong khi NEXT chỉ đi qua
một khoảng cách nhỏ rồi quay trở lại đầu phát. Một dạng đặc biệt của NEXT là
nhiễu trong một đôi dây kế cận có cùng dạng tín hiệu truyền dẫn, đợc gọi là self-
NEXT (tự xuyên âm). Vì đôi dây đồng thờng nằm trong một bó cáp nhiều đôi với
chiều dài mạch vòng ngắn nên ảnh hởng của xuyên âm đầu gần rất lớn.
NEXT FEXT
Đôi dây 1
Đôi dây 2
Hình 2.6 Xuyên âm đầu gần và xuyên âm đầu xa

Nhiễu tần số vô tuyến : Các đờng dây xoắn đôi cân bằng ban đầu đợc thiết
kế để truyền thoại nên chỉ chống đợc ảnh hởng của các tín hiệu tần số vô tuyến ở tần
số làm việc thấp. Còn hệ thống DSL làm việc với tần số cao thì sự cân bằng bị giảm
nên bị các tín hiệu tần số vô tuyến RFI có thể xâm nhập. Mức độ nhiễu phụ thuộc
vào khoảng cách nguồn nhiễu tới mạch vòng.
Những nguồn nhiễu chính thuộc loại này là các hệ thống vô tuyến quảng bá
điều biên AM và các hệ thống vô tuyến nghiệp d. Các trạm vô tuyến AM phát quảng
bá trong dải tần từ 560ữ1600 KHz. Tuy nhiên do tần số làm việc của các trạm này là
cố định nên nhiễu do chúng gây ra có thể dự đoán đợc. Ngợc lại, nhiễu vô tuyến
nghiệp d lại không đoán trớc đợc vì tần số làm việc thay đổi và có nhiều mức công
suất phát. Nhng nhiễu này chỉ ảnh hởng tới VDSL vì dải tần vô tuyến nghiệp d chỉ
chồng lấn lên băng tần truyền dẫn của VDSL.
Tạp âm xung: Sinh ra do giao thoa điện từ tức thời. Ví dụ khi có bão sét,
thiết bị trong nhà bật, tắt . .Tạp âm xung có thể kéo dài từ vài às tới vài ms.
Truyền dẫn số liệu cũng bị suy yếu mạnh do các cầu nối rẽ (bridge tap) trên
đờng dây. Cầu nối rẽ là những đoạn dây đợc nối vào đôi dây phân bố để mở rộng
mạch vòng thuê bao. Nó cho phép truy nhập từ nhiều điểm giao diện mạng của
khách hàng hoặc tận dụng đôi dây của một khách hàng cũ không sử dụng nữa cho
một yêu cầu mới gần đôi dây này. Những cầu nối rẽ không đợc kết cuối ở cuối đôi
dây xoắn và gây ảnh hởng tới việc truyền số liệu (hình 2.7). Khi một xung truyền
14
trên đờng dây gặp một cầu nối rẽ, năng lợng xung bị chia thành hai đờng. Xung
truyền trên đoạn dây nhánh không đợc kết cuối bị phản xạ ngợc lại điểm rẽ. Xung
phản xạ này cũng bị chia thành hai đờng gây tiếng vọng về đầu phát.
CO Khách hàng
Cầu nối rẽ
Hình 2.7 Cầu nối rẽ và ảnh hưởng của nó
Nhiễu này thực tế là do sự không kết hợp trở kháng trên đờng truyền.
2.1.3 Một số đặc điểm mạng thoại PSTN
Truyền dẫn t ơng tự : Mặc dù sự phát triển của ISDN đang diễn ra mạnh,

mạng truy nhập PSTN vẫn chiếm u thế dựa trên truyền dẫn tơng tự với tất cả những
vấn đề cố hữu của nó về việc dò và phát lại tín hiệu một cách chính xác.
Băng thông hẹp : Mạng truy nhập PSTN đợc thiết kế để truyền dẫn những
kênh thoại tơng tự trong phạm vi dải tần hẹp 4kHz, vì vậy tại tổng đài có các bộ lọc
để giảm ảnh hởng của đờng truyền và các tần số cao trên 4kHz do đó làm giới hạn
băng tần có thể để mang dữ liệu.
Những cầu nối : Đờng điện thoại thờng có những cầu nối (bridged taps) cái
giúp cho các nhà cung cấp sự năng động hơn trong việc cung cấp dịch vụ cho nhiều
ngời . Bidged taps ban đầu đợc thiết kế dùng cho duy nhất mạng thoại không phải
cho mạng truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao, nó cung cấp một dịch vụ thoại truyền thống
POTS năng động nhng lại có ảnh hởng tiêu cực trong việc truyền dữ liệu.
Những cuộn cảm (load coils): Những vòng thuê bao dài thờng có những
cuộn tải trên nó để làm phẳng đáp ứng tần số của băng tần thoại. Nhng không may
nó hoạt động nh những bộ lọc thông thấp vì vậy nó ngăn cản việc sử dụng các tần số
cao hơn để truyền dẫn dữ liệu. Vì vậy nó không phù hợp với công nghệ DSL
Điều kiện vòng thuê bao : Những vòng thuê bao thờng không cùng một loại .
Ví dụ ở Mỹ, ở 10 Kft đầu tiên kể từ CO tới thuê bao thờng là loại 26 American Wire
Gause (AWG) và theo sau đó là loại nặng hơn (nh 24 AWG) để giử cho điện trở
vòng thuê bao thấp hơn 1.300(1,3k). Giống nh trong trờng hợp cầu nối sẽ xuất
hiện tín hiệu phản xạ do sự không kết hợp trở kháng và điều này cũng xãy ra thậm
chí đối với một vòng thuê bao có nhiều đoạn dây cùng loại ghép với nhau. Ngoài ra
ảnh hởng của điều kiện ngoại cảnh dẫn đến sự oxit hoá vòng thuê bao làm cho trong
thực tế việc giữ cho điện trở vòng dây đồng thấp hơn 1,3k là rất khó.
15
Các bộ chuyển đổi số sang t ơng tự : Tín hiệu thoại của con ngời bản chất là
tín hiệu tơng tự, trong khi đó tín hiệu gửi đi từ máy tính là tín hiệu số, do đó để
truyền đợc trên mạng PSTN thì nó cần phải đợc chuyển đổi từ số sang tơng tự và ng-
ợc lại.
2.2 Các kỹ thuật tiên tiến của công nghệ xDSL
2.2.1 Các kỹ thuật điều chế đối với cáp xoắn trong dải tần MHz

Có ba phơng pháp điều chế thờng đợc sử dụng trong xDSL là phơng pháp điều
chế biên độ cầu phơng QAM, phơng pháp điều chế biên độ và pha không sóng
mang CAP và phơng pháp điều chế đa tần rời rạc DMT
a.Ph ơng pháp điều chế biên độ cầu ph ơng QAM
QAM là một phơng pháp điều chế tín hiệu nhiều mức, kết hợp sự thay đổi pha
và biên độ sóng mang.
Chùm tín hiệu của M-QAM gồm một mạng các điểm bản tin hình chữ nhật
nh hình 2.9 cho trờng hợp M=16 (16-QAM).
Dạng tổng quát của QAM-M trạng thái đợc xác định bằng tín hiệu phát :
( ) ( ) ( )
Tttfx
T
E
tfy
T
E
ts
cicii
+= 0,2cos
2
2sin
2
00

(2.6)
trong đó :
Hình 2.8. Sơ đồ quá trình điều chế của hệ thống 16 QAM
T là thời gian của một ký hiệu
E
o

là năng lợng của tín hiệu có biên độ thấp nhất
x
i
, y
i
là cặp số nguyên độc lập đợc chọn tuỳ theo vị trí của điểm bản tin.
16
xác định một
điểm
4 bit đầu vào
Định nghiã
một dạng
sóng
Gửi qua một kênh và
được nhận
Tái tạo một
điểm
Tìm điểm
gần nhất
4 bit đầu ra
Bộ điều chế
Bộ giải điều chế
y-sine
magnitude
y-sine
magnitude
x-cosine
magnitude
x-cosine
magnitude

1
(t)

2
(t)
2

E
0
0000 0001 0011 0010
1000 1001 1011 1010
1100 1101 1111
0100
1110
0101 0111 0110
Hình 2.9 Chùm tín hiệu 16-QAM
Tín hiệu s
i
(t) gồm hai thành phần sóng mang có pha vuông góc đợc điều chế
bởi một tập hợp tín hiệu rời rạc nên đợc gọi là điều chế biên độ vuông góc,
s
i
(t) có thể phân tích thành cặp hai hàm cơ sở :
( ) ( )
Tttf
T
t
c
= 0,2sin

2
1

(2.7) thành phần tín hiệu lệch pha 90
0

và :
( ) ( )
Ttft
T
t
c
= 0,2cos
2
2

(2.8) thành phần tín hiệu đồng pha.
Luồng bits
vào
Hình 2.10 Sơ đồ khối của bộ điều chế M-QAM
Biến đổi
nối tiếp
/song song
Đổi 2 mức
vào L mức
Đổi 2 mức
vào L mức
cos (2

f

c
t)
-sin (2

f
c
t)
Tín hiệu
M-QAM
17
Sơ đồ khối của bộ điều chế M-QAM nh hình 2.10. Bộ biến đổi nối tiếp/song
song nhận luồng nhị phân với tốc độ bit R
b
=1/T
b
với T
b
là thời gian của một bit tín
hiệu và tạo ra hai chuỗi bit nhị phân song song có tốc độ bit là R
b
/2. Các bộ biến đổi
mức hai vào L mức (L=log
2
M) tạo ra các tín hiệu M mức tơng ứng với các đầu vào
đồng pha và pha vuông góc. Sau khi nhân hai tín hiệu L mức với hai sóng mang có
pha vuông góc rồi cộng với nhau ta đợc tín hiệu M-QAM.
Bộ quyết
định
Tín hiệu thu
Biến đổi

song song/
nối tiếp
Bộ quyết
định
cos (2

f
c
t)
-sin (2

f
c
t)
Luồng bits sau giải
điều chế
T

d
0
(L-1) ngưỡng
T

d
0
(L-1) ngưỡng
Hình 2.11 Sơ đồ khối của bộ giải điều chế M-QAM
Bộ giải điều chế có sơ đồ khối nh hình 2.11. Việc giải mã các kênh cơ sở đợc
thực hiện ở đầu ra của mạch quyết định, mạch này đợc thiết kế để so sánh tín hiệu L
mức với L-1 ngỡng quyết định. Sau đó hai chuỗi nhị phân đợc tách ra ở trên sẽ đợc

kết hợp với nhau ở bộ biến đổi song song/ nối tiếp để khôi phục lại chuỗi bit ban
đầu.
Cơ sở toán học của QAM:
Hình 2.12 Quá trình xử lý điều chế
18
Cosine wave
generator
Sine wave
generator
Intergrate
Intergrate
x.Est
y.Est
Find
Closest
Point
Received
Wave
A
B
C
D
E
Nhờ sử dụng tính chất trực giao của hàm cosine và hàm sine


=

0
0)
2
cos()
2
sin( dt
tt

Trong đó : Chu kỳ của tín hiệu sóng sine và cosine
Tín hiệu tại A : V
A
(t)=X
i
cos(t)+Y
i
sin(t)
Tín hiệu tại B: V
B
(t)=X
i
cos
2
(t)+Y
i
sin(t)
Tín hiệu tại C: V
C
(t)=X

i
cos(t)+Y
i
sin
2
(t)
Tín hiệu tại D: V
D
(t)=


0
)( dttV
B
=
dtttYtX
ii
])cos()sin()(cos[
0
2

+


=
dtttYdttX
ii
])cos()sin()(cos
0 0
2

+


=
2
0
2
ii
XX

=+
Tín hiệu thu đợc tại E: V
E
(t)=


0
)( dttV
C
=
dttYttX
ii
])(sin)sin()(cos[
0
2

+

=
dtttXdttY
ii
])cos()sin()(sin
0 0
2

+


=
2
0
2
ii
YY

=+
Chú ý rằng

=





0
0)
2
cos()

2
sin( dt
tt
do tính trực giao của hàm cosine và hàm
sine Các giá trị này ở dầu ra của bộ giải điều chế sau đó đợc đa qua bộ so sánh ng-
ỡng để chọn đợc điểm tin trên chùm bản tin QAM.
Sự phân tích này giả sử xung băng cơ bản trong bộ điều chế đợc sử dụng để
định dạng cho các ký hiệu trớc khi điều chế bằng sóng sine và cosine có biên độ
không đổi trong suốt chu kỳ của ký hiệu. Nói chung, một bộ lọc định dạng có thể đ-
ợc sử dụng để định dạng xung trớc khi điều chế nhằm giảm độ rộng băng tần truyền
dẫn bằng cách loại bỏ các thành phần tần số cao, nếu đáp ứng xung của bộ lọc này
là p(t) thì tín hiệu truyền dẫn cho ký hiệu i sẽ có dạng :
19
V
A
(t)=X
i
p(t-i)cos(t)+Y
i
p(t-i)sin(t).
b. Ph ơng pháp điều chế pha và biên độ không sử dụng sóng mang CAP:
Phơng pháp CAP tơng tự nh QAM , sử dụng một chùm các điểm tin để mã
hoá các bít ở bộ phát và giải mã ở bộ thu. Các giá trị x và y từ quá trình mã hoá đợc
sử dụng để kích thích bộ lọc số.

Hình 2.13.Sơ đồ khối bộ điều chế CAP
Sự điều chế CAP đợc thực hiện với các bộ lọc số thay cho các bộ nhân đồng
pha và vuông pha. Để so sánh với bộ điều chế QAM, chúng ta sẽ xem xét điện áp ở
các điểm khác nhau trên sơ đồ. Giả sử bộ điều chế sử dụng cùng kích thớc bộ mã
hoá chùm tin.

Tín hiệu tại các điểm chỉ ra có dạng:
V
A
(t)=X
i
(i)
V
B
(t)=Y
i
(i)
Chúng là các xung rời rạc dùng để kích thích bộ lọc số. Với đáp ứng xung nh
trên thì đầu ra của các bộ lọc sẽ là :
V
C
(t) = X
i
(i)*h(t)
=



0
)()(

dthiX
i
= X
i
h(t-i)

Tơng tự tín hiệu tại điểm D có dạng
V
C
(t) = Y
i
h(t-i)
Tín hiệu đầu ra có dạng : V
E
(t) = X
i
h(t-i) + Y
i
h(t-i)
Tín hiệu đợc tổng hợp lại đi qua bộ chuyển đổi A/D, qua bộ lọc thông thấp
(LPF- Low pass filter) và tới đờng truyền.
Sơ đồ khối bộ giải điều chế CAP:
20
Các
bít
đầu
vào
Sắp
xếp
vào
điểm
(X,Y)
Xung giá
trị X
i
Xung giá

trị X
i
h(t)
h

(t
Nhánh Q
Nhánh I
Sóng ra
A
B
C
D E
Hình 2.14 Sơ đồ khối bộ giải điều chế CAP
ở đầu thu tín hiệu nhận đợc qua bộ chuyển đổi A/D, bộ lọc và đến phần xử lý
sau đó là mới giải mã. Bộ lọc phía đầu thu và bộ phận xử lý là một phần của việc
cân bằng, điều chỉnh. Bộ cân bằng sẽ bù lại các tín hiệu đến bị méo.
CAP đợc thiết kế hoạt động trong băng tần (35 đến 191,4)kHz theo hớng lên
và (240 đến 1491,2 )kHz. Băng tần này có nghĩa là tín hiệu không hoạt động ở tần
số thấp hơn, tránh đợc ảnh hởng của nhiễu.
c. Ph ơng pháp điều chế đa âm tần rời rạc DMT-Discrete Multi-Tone
Modulation:
DMT đợc xây dựng trên cơ sở của QAM, nhng nó sử dụng nhiều bộ mã hoá
chùm tin khác nhau. Tập hợp bit vào đợc phân kênh và đa vào các bộ mã hoá chùm
bản tin này.
Đầu ra của các bộ mã hoá bản tin là các biên độ (dấu và độ lớn) của các sóng
sine và cosine. Sóng sine và cosine dùng để điều chế các ký hiệu này có các tần số
khác nhau. Do đó DMT là kỹ thuật điều chế đa sóng mang. Quá trình điều chế có
thể biểu diễn nh sau: ở bộ thu, tập hợp các sóng này đợc phân tách ra theo các tần
số khác nhau và đợc giải mã giống nh QAM.

Hình 2.15. Quá trình điều chế của DMT
21
Phát sóng sine
và cosine ở
tần số f
1
Phát sóng sine
và cosine ở
tần số f
2
Phát sóng sine
và cosine ở
tần số f
n
Dòng bít vào
Dòng bít vào
Dòng bít vào
Biên độ
sóng
Biên độ
sóng
Biên độ
sóng
Sóng đầu ra
Các tần số sóng mang này là một số nguyên lần của một tần số cơ bản. Để đảm
bảo không có giao thoa giữa các kênh với nhau thì sóng sine và sóng cosine từ bất
kỳ kênh nào cũng đều phải trực giao với sóng sine và sóng cosine của bất kỳ một
kênh khác.

=


0
0)cos().cos( dttmtn
(1)

=


0
0)sin().cos( dttmtn
(2)

=


0
0)sin().sin( dttmtn
(3)
Trong đó : n,m là các số nguyên dơng
là tần số góc cơ bản
Ta nhận thấy biểu thức (2) luôn thoả mãn nghĩa là nó trực giao với ngay cả
m=n. Còn biểu thức (1) và (3) thì luôn thoả mãn với m n.
Tín hiệu trên một kênh có dạng:

)sin()cos( tnYtnX
nn

+
với 0 t
0 với t còn lại
Trong đó n là số thứ tự của bộ mã hoá chùm bản tin.
Nếu s(t) đợc lấy mẫu ở tần số 2Nf ta có :
s
k
(t) =
)
2
sin()
2
cos(
Nf
k
nY
Nf
k
nX
nn

+
=
)sin()cos(
N
nk
Y
N
nk
X

nn

+
với 0 k 2N
với N là số kênh lớn nhất
Chuyển đổi Fourier rời rạc của s
k
(t) với 2N điểm có dạng:
S
m
=
N
kmj
nn
N
k
e
N
nk
Y
N
nk
X
2
2
2
0
)sin()cos(

=
+

N(X
n
-jY
n
) với m=n
= N(X
n
+jY
n
) với m=2N-n
0 với m còn lại
Phơng trình trên minh hoạ tính trực giao của hàm cosine và hàm sine ở những
tần số khác nhau cũng nh giữa hàm cosine và hàm sine cùng tần số.
22
s
n
(t) =
Sơ đồ khối một hệ thống truyền dẫn DMT đợc đa ra ở hình 2.17.
Số liệu
tốc độ
cao
Số liệu tốc
độ thấp
Số liệu tốc
độ thấp
Phân

kênh
Điều
chế
Điều
chế
Điều
chế
Điều
chế
Điều
chế
.
.
.
Kiểm
soát

Lọc
Lọc
Lọc
Lọc
Lọc
Giải
điều chế
Giải
điều chế
Giải
điều chế
Giải
điều chế

Giải
điều chế
Ghép
kênh
Kiểm
soát
Hình 2.16 Sơ đồ khối hệ thống DMT
Bản tin phản hồi để hiệu chỉnh kênh
Số liệu
tốc độ
cao
f
1
f
2
f
3
f
n
f
n-1
f
1
, f
2
,..f
n
f
1
f

2
f
3
f
n-1
f
n

Tín hiệu số tốc độ cao đợc chia thành nhiều tín hiệu tốc độ thấp. Mỗi tín hiệu tốc độ
thấp điều chế một kênh con. Những kênh con này đợc kết hợp và truyền trên dây
đồng. Đến đầu thu, mỗi kênh con đợc thu và giải điều chế và tín hiệu đợc kết hợp và
khôi phục lại tín hiệu tốc độ cao ban đầu.
So sánh các phơng pháp điều chế và ứng dụng:
Ưu điểm của CAP so với QAM ở chổ nó thực hiện điều chế số sẽ tốt hơn điều
chế trong miền tơng tự , hơn nữa do không gửi sóng mang nên nó trở nên tiết kiệm
hơn. Tuy nhiên giá phải trả cho việc không gửi sóng mang là với QAM , chùm bản
tin hình sao là cố định , trong khi đó với CAP chùm bản tin hình sao là tự do xoay vì
không có sóng mang để giử cho nó một giá trị cố định. Để khắc phục điều này,
trong bộ thu phải có chức năng dò xoay để dò chùm bản tin hình sao. Trái ngợc với
DMT, CAP sử dụng toàn bộ băng tần có thể (trừ băng thoại), vì vậy không có những
kênh con trong CAP.
Đối với DMT, do có nhiều u điểm về khả năng điều chỉnh tốc độ để tơng thích
với nhiều loại tốc độ và điều kiện đờng truyền khác nhau nên hiện nay nó là phơng
pháp điều chế đợc sử dụng phổ biến nhất trong các công nghệ DSL hiện nay.
23
2.2.2 Các phơng thức truyền dẫn song công
Hai phơng thức truyền dẫn song công đợc sử dụng phổ biến trong xDSL là
song công phân chia theo tần số FDM và khử tiếng vọng EC.
Hình 2.17 Phương thức

FDM và EC
0 4 30 138 160 1140
xuống
lên
P
O
S
T
f
kHz
0 4 30 138 160 1104
Truyền xuống
lên
f
kHz
Dải tần bảo vệ
P
O
S
T
Trong FDM, dải tần số sử dụng đợc chia làm 3 phần riêng biệt cho tín hiệu
thoại, đờng truyền lên và đờng truyền xuống đợc phân cách bằng dải tần bảo vệ
(guard band). Phơng pháp này đòi hỏi dành riêng 7 kênh đầu tiên trong cả hai hớng
nhằm sử dụng làm dải tần bảo vệ. Việc này đợc thực hiện bởi việc đặt đầu ra của các
bộ mã hoá Z
i
=0 và sử dụng các bộ lọc ở điểm đầu của bộ phát để lọc bỏ những tần
số này. Mặt khác nó đòi hỏi bộ phát hớng xuống không sử dụng các kênh 8 đến 32
vì các kênh này đã đợc dành cho bộ phát hớng lên. Phơng pháp FDM có u điểm là
hạn chế đợc NEXT do hệ thống không thu cùng một dải tần với dải tần phát của hệ

thống kề nó tuy nhiên nó yêu cầu một dải tần lớn.
Phơng thức khử tiếng vọng EC sử dụng một kênh duy nhất cho cả phát và thu
nên cần một bộ khử tiếng vọng tại phía thu. Kỹ thuật này cho phép hai modem sử
dụng toàn bộ băng thông có sẵn trên cả hai hớng do đó nó làm tăng tốc độ truyền
dẫn đáng kể.
Cấu trúc hệ thống sử dụng phơng pháp khử tiếng vọng để tách riêng tín hiệu
lên và xuống đợc chỉ ra ở hình 2.17. Khi tín hiệu truyền qua mạch sai động (hybrid),
một phần tín hiệu vòng lại đầu thu do mạch hybrid không hoàn hảo. Bộ lọc số đáp
ứng ADF đợc sử dụng có chức năng tạo ra một bản sao của tín hiệu vọng và tiếng
vọng bị triệt hoàn toàn bằng cách trừ bản sao này với tín hiệu vọng thực tế. Nhợc
điểm của phơng pháp này là bị ảnh hởng của NEXT do chồng lấn giữa băng tần lên
và xuống và cấu trúc phức tạp của bộ lọc ADF.
Ngoài ra còn có phơng thức truyền song công phân chia theo thời gian TDD
hay còn gọi là kỹ thuật truyền dẫn ping-pong đợc sử dụng trong VDSL.
Tín hiệu hớng lên và xuống đợc thu, phát luân phiên không chồng lấn trên đờng
truyền nên mạch thực hiện tơng đối đơn giản. Kỹ thuật này yêu cầu phải đồng bộ tín
hiệu giữa các đờng dây TDD trong cùng một cáp nghĩa là tín hiệu truyền trên cáp đ-
ợc thu, phát trong cùng chu kỳ nên tránh đợc NEXT.
24
Phát
(lên)
ADF
Hybrid
Thu
(xuống)
Hybrid
ADF
Thu
(lên)
Phát

(xuống)
Hình 2.18 Phân tách tín hiệu lên xuống bằng phương pháp khử tiếng vọng
Tiếng vọng
(echo)
Tín hiệu
hướng lên
Tín hiệu hướng xuống
2.2.3 Phát hiện và sửa lỗi
Do môi trờng truyền dẫn thông tin của đôi dây đồng chịu ảnh hởng của nhiều
nguồn nhiễu nh xét ở trên làm số liệu thu có thể bị lỗi nên cần đa thêm các bit phát
hiện và sửa lỗi. Nhợc điểm của việc đa thêm các bit là giảm dung lợng thực và gây
trễ trong quá trình truyền số liệu. Càng nhiều bit phát đi để phát hiện và sửa lỗi thì
càng ít các bit mang thông tin. Thời gian trễ thông thờng từ vài ms tới nhiều giây.
Có hai phơng pháp cơ bản để phát hiện và sửa lỗi đợc sử dụng trong xDSL là
mã hoá khối chu kỳ Reed-Solomom và mã chập Trelliss-coded modulation .
Mã Reed-Solomon tạo ra những từ mã đợc làm từ một số lợng nhất định các
byte dữ liệu và một số lợng các byte kiểm tra. Khi hoạt động trong galois field
GF(256) tổng số byte trong một từ mã phải nhỏ hơn 255 bytes. Sử dụng những từ mã
khác nhau có thể làm biến đổi số lợng các byte dữ liệu và các byte kiểm tra trong
một từ mã . Trong một hệ thống xDSL tiêu biểu, một từ mã là 240 byte đợc tạo ra từ
224 bytes dữ liệu và 16 bytes kiểm tra và nó só thể sửa đợc 6 byte lỗi.
Mã chập (mã mắt cáo): Các bit kiểm tra đợc phân phối vào luồng dữ liệu
trong quá trình mã hoá dữ liệu. Các bit dữ liệu đợc dịch vào trong bộ mă hoá theo
chiều từ trái sang phải, mỗi bit dữ liệu đã dịch vào trong bộ mã tạo ra 2 bit dữ liệu
đầu ra thông qua một phép cộng module 2, hai đầu ra này đợc định nghĩa trớc bởi
hai đa thức sinh. Bộ mã hoá đơn giản này đợc gọi là bộ mã hoá tốc độ 1/2 với độ dài
không đổi là 2.(Hình 2.19)
Hai vị trí đầu tiên là trạng thái của bộ mã hoá, giả sử rằng ban đầu tất cả trạng
thái của bộ mã hoá là 0. Khi tín hiệu vào là 1100010100 thì đầu ra sẽ nh sau:
0 0 1 0 1 0 0 0 1 1

0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1
25
1
x
x
2
1
x
2
Dòng bit đầu
vào
Dòng bit ra
Dòng bit ra
0
0
0
1100010100
in
out