Công nghệ đường dây thuê bao số xDSL - Nghiêm Xuân Anh docx

Công nghệ đường dây thuê bao số xDSL
Nghiêm Xuân Anh
31. 3. 2005
ii
Mục lục
1 Giới thiệu khái quát về mạng thuê bao 1
1.1 Các loại môi trường truyền dẫn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.1 Twisted-Pair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.2 Cáp đồng trục - coax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 Cơ sở của DSL 7
2.1 Các hình thức thay thế DSL: Sợi quang, kết nối không dây và cáp đồng trục . . . 7
2.2 Qui mô trên thế giới . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.3 Modem băng tần thoại và DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.4 Các phương thức truyền dẫn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.4.1 Hướng truyền . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4.2 Định thời . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.4.3 Các kênh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.4.4 Các cấu hình đơn điểm và đa điểm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.5 Thuật ngữ DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.6 Quan hệ Tốc độ - Tầm với . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.7 Xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.8 Các yếu tố thúc đẩy và cản trở triển khai DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.9 Các ứng dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.10 Sự tiến hóa của truyền dẫn số . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3 Các loại DSL 21
3.1 Độ dự trữ thiết kế DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.2 Tiền thân của DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
iii
iv MỤC LỤC
3.3 ISDN tốc độ cơ bản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.3.1 Nguồn gốc ISDN tốc độ cơ bản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.3.2 Năng lực và ứng dụng ISDN tốc độ cơ bản . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.3.3 Truyền dẫn ISDN tốc độ cơ bản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.3.4 ISDN tốc độ cơ bản phạm vi mở rộng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.3.5 Đường dây số bổ sung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.3.6 IDSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.4 HDSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.4.1 Nguồn gốc của HDSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.4.2 Khả năng và ứng dụng của HDSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.4.3 Truyền dẫn HDSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.4.4 HDSL thế hệ thứ hai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4 Truyền dẫn đôi dây xoắn 37
4.1 Nguồn gốc đôi dây xoắn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.2 Mạng điện thoại và Đặc tính Mạch vòng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.2.1 Feeder Plant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.2.2 Mạch vòng số (DLC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.2.3 Cáp phối - Distribution Plant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.2.4 Đường kính dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.2.5 Cầu rẽ Bridged Tap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.2.6 Mạch vòng có tải (cuộn cảm) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.2.7 Phân bổ độ dài mạch vòng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.2.8 Cấu hình đi dây nhà khách hàng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.3 Nguồn cấp cho đường dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.3.1 Kích hoạt và ngưng kích hoạt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.4 Dòng kín -sealing current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.5 Đặc tính đường truyền . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.5.1 Mô hình "ABCD" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.5.2 Đo Hàm truyền đạt và "Suy hao xen" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
MỤC LỤC v
4.5.3 Cân bằng - Dòng kim loại (metallic hay differential mode) và dòng chảy
dọc (longitudinal hay common mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

4.6 Nhiễu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.6.1 Nhiễu xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.6.2 Mô hình FEXT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.6.3 Phân bố Nhiễu xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.6.4 ổn định theo chu kỳ của nhiễu xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.6.5 Nhiễu Radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.6.6 Nhiễu vô tuyến Amateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.6.7 Xâm nhập AM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.6.8 Nhiễu xung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.6.9 Xung Cook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.6.10 Can nhiễu giữa các DSL và ghép kênh . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.6.11 Tự can nhiễu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.6.12 Các mô hình Mật độ Phổ Công suất xuyên âm NEXT và FEXT . . . . . 54
4.6.13 Các mạng 3 cửa cho DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5 So sánh DSL với các phương tiện khác 59
5.1 Sợi quang tới nhà thuê bao (FTTH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.2 Cáp đồng trục và Đồng trục lai sợi quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.3 Sự lựa chọn không dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
6 Các phương pháp truyền song công 63
6.1 Song công 4 dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.2 Khử tiếng vọng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
6.2.1 Khử tiếng vọng thích nghi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
6.3 Song công phân chia thời gian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.4 Ghép kênh phân chia tần số . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
7 Các phương thức truyền dẫn số cơ bản 69
7.1 Điều chế và giải điều chế cơ bản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
7.1.1 Kênh tạp âm Gauss trắng cộng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
vi MỤC LỤC
7.1.2 Độ dự trữ, Khoảng cách và Dung lượng . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
8 Công nghệ đường dây thuê bao số không đối xứng ADSL 75

8.1 Giới thiệu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
8.1.1 Truyền số liệu qua modem POTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
8.1.2 So sánh thông tin modem POTS với phi POTS . . . . . . . . . . . . . . 76
8.1.3 ADSL: Đường dây thuê bao số không đối xứng. . . . . . . . . . . . . . 77
8.1.4 Phổ tần của ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
8.1.5 POTS splitter PS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
8.1.6 Thoại/ dữ liệu qua DSL? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
8.1.7 Kiến trúc mạng ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
8.1.8 Các ứng dụng của ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
8.1.9 Mô hình tham chiếu hệ thống ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
8.1.10 Cấu trúc khung ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
8.1.11 Khái quát về tiêu chuẩn ANSI T1.413 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
8.1.12 Các tiêu chuẩn ITU-T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
8.1.13 Sự khác biệt giữa T1.413i2, G.dmt và G.lite . . . . . . . . . . . . . . . . 87
8.1.14 Phổ tần của ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
8.2 Các giới hạn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
8.2.1 Tốc độ dữ liệu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
8.2.2 Giới hạn băng tần Nyquist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
8.2.3 Thuyết dung lượng Shannon-Hartley . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
8.2.4 Shanoon-Hartley: Dung lượng phụ thuộc vào khoảng cách. . . . . . . . . 91
8.2.5 Sự phụ thuộc của suy hao vào tần số . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
8.2.6 Suy hao do khoảng cách . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
8.2.7 Tốc độ phụ thuộc vào khoảng cách . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
8.2.8 Nhánh rẽ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
8.2.9 Xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
8.3 Điều chế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
8.3.1 Điều Biên Cầu Phương - QAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
8.3.2 QAM và nhiễu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
MỤC LỤC vii
8.3.3 Mã đa tần rời rạc DMT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

8.3.4 Ví dụ về Mã đa tần rời rạc DMT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
8.3.5 DMT và ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
8.3.6 DMT phụ thuộc vào đặc tính đường truyền . . . . . . . . . . . . . . . . 97
8.3.7 Số bit trên sóng mang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
8.3.8 Tráo bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
viii MỤC LỤC
Danh sách hình vẽ
3.1 Cấu hình ISDN phạm vi mở rộng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2 HDSL song công đơn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.3 HDSL đơn công kép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.4 HDSL đơn công kép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.1 Minh họa dòng metallic (kim loại) và dòng longitudinal (dọc) . . . . . . . . . . 45
4.2 Minh họa xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
6.1 Khử tiếng vọng cho việc tách biệt tín hiệu trên 2 dây . . . . . . . . . . . . . . . 64
6.2 Khử tiếng vọng cho việc tách biệt tín hiệu trên 2 dây . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.3 Khử tiếng vọng cho việc tách biệt tín hiệu trên 2 dây . . . . . . . . . . . . . . . 67
7.1 Máy phát của hệ thống truyền dẫn số . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
7.2 Bộ điều chế tuyến tính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
7.3 Kênh bị hạn chế băng tần với tạp âm Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
7.4 Giải điều chế, phát hiện và giải mã . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
8.1 Thông tin modem băng tần thoại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
8.2 Thông tin modem băng tần thoại so với phi thoại . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
8.3 Đường dây thuê bao số không đối xứng ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
8.4 Phổ tần của ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
8.5 Bộ tách POTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
8.6 Thoại/dữ liệu qua DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
8.7 Kiến trúc mạng ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
8.8 Mô hình tham chiếu hệ thống ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
8.9 Siêu khung ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
ix

x DANH SÁCH HÌNH VẼ
8.10 Sử dụng byte nhanh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
8.11 Phổ tần của các loại ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
8.12 Quan hệ giữa Dung lượng và Khoảng cách . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
8.13 Suy hao phụ thuộc vào tần số . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
8.14 Suy hao do khoảng cách . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
8.15 Nhánh rẽ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
8.16 Xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
8.17 Điều chế biên độ cầu phương QAM-16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
8.18 QAM và nhiễu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
8.19 QAM và nhiễu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
8.20 Số bit trên sóng mang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
8.21 Khi có tác động của nhiễu lên một vài sóng mang . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
8.22 Khi SNR giảm sơ đồ điều chế QAM giảm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
8.23 Các bit bị gạt ra được chuyển sang các sóng mang khác . . . . . . . . . . . . . . 100
8.24 Độ dự trữ nhiễu TNM được trải đều qua toàn bộ phổ tần . . . . . . . . . . . . . 101
Chương 1
Giới thiệu khái quát về mạng thuê bao
Mạng thuê bao có thể được hiểu là một tập hợp các môi trường truyền dẫn (kể cả thiết bị) khác
nhau (wired, wireless, fiber) được xây dựng trên các công nghệ và kỹ thuật đa truy cập khác
nhau (TDMA, FDMA, CDMA, SDMA và WDM ) có các cấu hình topo mạng khác nhau (Bus,
star, ring, mesh ) nhằm cho phép các khách hàng thuộc các dịch vụ viễn thông khác nhau
(voice, fax, internet, VoD, interactive video phone ) thực hiện các cuộc gọi viễn thông, truyền
hình, internet vv
Trước hết ta tìm hiểu về các loại môi trường truyền dẫn, ưu nhược điểm và khả năng ứng
dụng của chúng. Sau đó sẽ trình bày sơ lược về các kỹ thuật truy cập mạng, các cấu trúc mạng
cho các loại hình dịch vụ viễn thông khác nhau.
1.1 Các loại môi trường truyền dẫn
1.1.1 Twisted-Pair
Lịch sử ra đời của mạng điện thoại công cộng gắn liền với đôi dây xoắn, và thậm chí cho tới tận

bây giờ phần lớn khách hàng truy cập vào mạng truy cập thông qua các mạch vòng đôi dây đồng
xoắn. Mặc dù đôi dây đồng xoắn có đóng góp to lớn vào sự tiến bộ của truyền thông nhưng các
ứng dụng tiên tiến đòi hỏi những lượng băng tần lớn hơn nhưng gì mà đôi dây xoắn đem lại.
Chính vì lẽ đó, tương lai của đôi dây đồng xoắn đang mờ nhạt dần.
Đặc điểm
• Như đã biết, băng tần hữu ích của đôi dây đồng xoắn vào khoảng 1 MHz. ở một khoảng
cách nhất định, với băng tần như vậy có thể hỗ trợ tốc độ từ 2 đến 3 Mb/s. Tuy nhiên, tồn
tại mối quan hệ nghịch đảo giữa khoảng cách và tốc độ (băng tần khả dụng). Khi khoảng
cách giảm thì ta có thể tăng tốc độ truyền qua đôi dây xoắn.
VD: Trong các mạng LAN, ta có thể sử dụng đôi dây xoắn cho Ethernet với tốc độ cho
phép tối đa là 100 Mb/s ở cự ly không quá 100m.
1
2 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ MẠNG THUÊ BAO
• Một dặc điểm khác là đôi dây xoắn yêu cầu cự ly khoảng lặp ngắn, dẫn tới số lượng phần
tử trên mạng tăng, kết quả là chi phí cho những hỏng hóc phát sinh trong quá trình hoạt
động dài hạn của mạch vòng lớn.
• Twisted pair dễ bị nhiễm nhiễu và méo, bao gồm nhiễu điện từ trường (EMI), nhiễu tần
số vô tuyến (RFI) và các tác động của độ ẩm, ăn mòn. Do đó tuổi thọ của cáp đồng xoắn
giảm theo thời gian. Có những đôi dây triển khai ngầm từ vài chục năm qua, phần lớn
không còn sử dụng được.
• Tương lai thì cáp đồng sẽ chỉ còn được sử dụng để di dây giữa các máy tính trong các
công sở. Tuy nhiên, không lâu sau thì tất cả sẽ có thể được thay thế bằng WIFI.
Các loại đôi dây xoắn
Các ứng dụng của đôi dây xoắn
Đôi dây xoắn tương tự và số: được sử dụng cho các đường dây thuê bao tương tự truyền thống
(các kênh điện thoại) 4 kHy. Đôi dây số có dạng ISDN và họ đường dây thuê bao số thế hệ mới
xDSL.
1. N-ISDN: ra đời vào năm 1983, dự định trở thành tiêu chuẩn cho một mạng toàn số, cung
cấp các dịch vụ số sử dụng mạng điện thoại công cộng trên toàn thế giới với chất lượng
cao, gần như không có lỗi.

Có hai loại N-ISDN:
• BRI: 2B+D. Kênh B dùng để mang thông tin (thoại, dữ liệu hoặc fax). Kênh D là
kênh số liệu dùng để truyền báo hiệu. Do báo hiệu không liên tục trong những chu
kỳ thời gian dài nên kênh D còn được tận dụng để truyền dữ liệu chuyển mạch gói
tốc độ thấp. Mỗi kênh B (64 kb/s), D (16 kb/s) tạo ra tốc độ tổng thể là 144 kb/s. Cự
ly tối đa đạt 5,5 km. Loại ISDN BRI này chủ yếu dành cho các doanh nghiệp nhỏ và
các hộ gia đình cá thể, khu dân cư.
• PRI (hay PRA), được sử dụng cho các hệ thống thương mai, PBX, các bộ ghép kênh
vv Có hai tiêu chuẩn PRI dùng trên hai đôi dây xoắn là: NA+Japan: 23B+D, còn
các nước khác sử dụng 30B+D. Khác với BRI, kênh D có tốc độ 64 kb/s và cũng
được sử dụng để mang báo hiệu và dữ liệu gói bổ sung.
Với nhu cầu ngày càng tăng về một mạng truy cập tốc độ cao phục vụ nhu cầu truy cập
internet và lướt web thì BRI không còn được đánh giá cao. Vì vậy, với sự ra đời của xDSL
thì N-ISDN ngày càng không có chỗ đứng và dần lu mờ trong mạng viễn thông.
2. xDSL
Họ nhà xDSL gồm:
• HDSL (high bit rate DSL)
• ADSL (Asymmetrical DSL)
1.1. CÁC LOẠI MÔI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN 3
• IDSL (ISDN DSL)
• SDSL (symmetrical DSL)
• RADSL (Rate Adaptive DSL)
• VDSL (Very high bit rate DSL)
Viêc lựa chọn dịch vụ (thành viên trong họ xDSL) phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể. Nếu
mục đích là lướt web, ta muốn download nhanh theo một hướng (hướng xuống) và cần
một kênh lưu lượng thấp cho đường lên để truyền tải các cú nhấp chuột. Khi đó ta chọn
ADSL. Tuy nhiên, nếu bạn làm việc từ nhà và muốn gửi đi các bức ảnh hoặc các file có
kích thước lớn hay muốn tham gia vào truyền hình hội nghị thì bạn sẽ cần lượng băng tần
thỏa đáng cho hướng lên cũng như hướng xuống. Nghĩa là trong trường hợp này, bạn cần
dịch vụ đối xứng.

Trong họ nhà xDSL, trong khi một số thành viên là đối xứng thì một số khác lại là bất đối
xứng. Tuy nhiên trong một số trường hợp có thể đặt cấu hình đối xứng từ thành viên bất
đối xứng.
HDSL Được sử dụng để cung cấp các đường truyền T-1 hoặc E-1 thay thế cho các đường
truyền T1 và E1 truyền thống.
HDSL là một dịch vụ đối xứng, có thể được triển khai qua cự ly khoảng 3.7 km.
HDSL được thực hiện qua hai đôi dây xoắn có băng tần như nhau cho hai hướng.
Nhằm phục vụ phần lớn các gia đình chỉ có một đôi dây chạy trong tường, một dạng
khác của HDSL là HDSL-2 được phát triển. HDSL-2 cho dung lượng tới 1,5 hoặc 2
Mb/s qua một đôi dây đơn.
ADSL là một dịch vụ bất đối xứng được triển khai qua một đôi dây xoắn. Với ADSL, đại
đa số lượng băng thông được dành riêng cho hướng xuống (từ mạng tới khách hàng),
một lượng nhỏ băng thông dành cho hướng lên, nhìn chung lượng băng tần này chỉ
đủ để cho phép thực hiện dịch vụ điện thoại hoặc gửi đi các lệnh đơn giản. ADSL bị
giới hạn ở cự ly khoảng 5,5 km kể từ tổng đài. Tuy nhiên có các biện pháp kéo dài
mạch vòng sẽ được trình bày trong chương 2.
Có hai loại ADSL là ADSL1 và ADSL2. ADSL1 hỗ trợ 1,5 Mb/s luồng xuống (tiêu
chuẩn Bắc Mỹ) và 2 Mb/s luồng xuống (tiêu chuẩn ITU) còn luồng lên đạt từ 16 kb/s
đến 64 kb/s.
ADSL1 đủ để lướt web tốt, mang được video giải trí cấp thấp và thực hiện được các
tác vụ luồng lên không đòi hỏi nhiều băng thông. Tuy nhiên ADSL1 không đủ băng
thông cho TV ôố hay các dịch vụ tương lai. Vì vậy ADSL2 được ưa chuộng hơn.
ADSL2 hỗ trợ tốc độ 6Mb/s (NA) đến 8 Mb/s (ITU) cho luồng xuống, 640 kb/s đến
840 kb/s luồng lên.
Chủ yếu các thuê bao ADSL nằm trong độ dài 3,7 km. Tuy nhiên ta có thể kéo dài
cự ly mạch vòng lên tới 12 km sử dụng các trạm lặp. Một lần nữa, khi khoảng cách
tăng thì tốc độ giảm và ngược lại, cự ly giảm thì thông lượng tăng.
IDSL có mạch vòng tối đa 5,5 km, dùng một đôi dây xoắn, tốc độ 128 kb/s cho mỗi
hướng. Về cơ bản IDSL không có dịch vụ thoại. Tốc độ này như đã nói, quá thấp
để truyền các dịch vụ trong tương lai, nhưng nếu như không có sẵn các giải pháp về

băng rộng thì ta có thể sử dụng IDSL để đạt gấp đôi tốc độ kết nối modem tương tự
56 kb/s.
4 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ MẠNG THUÊ BAO
SDSL là dịch vụ đối xứng có độ dài mạch vòng tối đa 5,5 km được triển khai trên một đôi
dây xoắn. Nó là một giải pháp tốt cho các doanh nghiệp, dân cư và các văn phòng
nhỏ, văn phòng gia đình Dung lượng đạt N× 64 kb/s tới 2 Mb/s cho mỗi hướng.
RADSL có mạch vòng tối đa 5,5 km. Được triển khai trên một đôi dây xoắn. Nó thích
nghi tốc độ dữ liệu một cách linh hoạt, dựa trên bất cứ sự thay đổi nào có thể xảy ra
về tình trạng đường truyền và dựa trên độ dài mạch vòng thuê bao. Với RADSL, tốc
độ có thể biến đổi trong một dải rộng, từ 600 kb/s tới 7Mb/s luồng xuống và từ 128
kb/s tới 1 Mb/s luồng lên. RADSL có thể được cấu hình cho dịch vụ đối xứng hoặc
bất đối xứng.
VDSL hoạt động với cự ly tối đa 1,5 km trên một đôi dây xoắn. Qua khoảng cách này,
luồng xuống có thể đạt tốc độ 13 Mb/s nhưng nếu giảm xuống 300 m thì có thể đạt
52 Mb/s, đủ cho truyền hình số.
3.
Ưu và nhược điểm của đôi dây đồng xoắn
• Ưu điểm
– Tính sẵn có cao: hơn 1 tỷ đường dây điện thoại đã được triển khai trên thế giới và
nếu còn dùng được thì vẫn được sử dụng. Do đây là khoản đầu tư lớn (250 tỷ USD)
nên các công ty điện thoại vẫn tận dụng, cản trở việc xây dựng cơ sở hạ tầng mới cho
các ứng dụng tương lai. Đây vừa là ưu điểm vừa là nhược điểm của dây đồng xoắn.
– Chi phí lắp đặt trong nhà thuê bao thấp
– Chi phí cho chuyển đỏi, di dời, bổ sung thấp
• Nhược điểm
– Phổ tần hạn chế (phổ tần hữu dụng khoảng 1 MHz)
– Tốc độ dữ liệu bị hạn chế. Khoảng cách càng lớn thì tốc độ dữ liệu càng thấp. Ví dụ:
LAN tốc độ đạt 100 Mb/s @ <100 m, <2Mb/s @ 5,5 km.
– Cự ly ngắn đòi hỏi nhiều bộ lặp, gây phát sinh chi phí cho việc duy tu bảo dưỡng các
thành phần trên mạch vòng.

– Tỷ lệ lỗi cao do bị nhiễm mạnh của nhiễu EMI và RFI.
1.1.2 Cáp đồng trục - coax
Được đưa vào sử dụng trong các mạng điện thoại vào giữa những năm 1920s. Nhờ cấu trúc có
bọc nên coax không bị tác động bởi EMI nên tốc độ dữ liệu cao hơn so với đôi dây xoắn. Lớp
bọc bên ngoài giúp cho coax chịu được các tác động cơ học của môi trường bên ngoài.
1.1. CÁC LOẠI MÔI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN 5
Các đặc tính của coax
• băng tần lớn hơn nhiều băng tần của đôi dây đồng xoắn.
• coax truyền thống hỗ trợ băng tần 370 MHz.
• HFC (hybrid fiber coax) hỗ trợ các hệ thống băng tần 750 - 1000 MHz. Do đó, coax có
dung lượng cao hơn dung lượng của đôi dây điện thoại từ 370 đến 1000 lần. Với dung
lượng này thì ta có thể chia nhỏ thành các kênh riêng làm cho coax trở thành môi trường
băng rộng.
• chất lượng truyền của coax cao hơn twisted pair (10
−9
).
• cự ly lặp (khuếch đại) cao hơn (2,5 km)
• các hãng khai thác truyền hình cáp tuy đã có nhiều khách hàng sử dụng nhưng trong thập
kỷ qua họ đã cải tiến mạng trục sang sợi quang nhằm cải thiện chất lượng truyền dẫn và
loại trừ các bộ khuếch đại.
• Về mặt kiến trúc: Coax và HFC được triển khai dưới dạng Bus. Trong cấu trúc mạng bus
thì băng tần bị chia sẻ và điều này có nghĩa là nghẽn trong mạch tăng khi số người sử
dụng các dịch vụ này tăng. Cấu hình bus cũng thể hiện độ rủi ro về an ninh. Do không có
một đường vật lý riêng cho mỗi khách hàng như twisted pair mà một số kênh dùng cho
thoại được dùng chung cho mọi người sử dụng chung đường truyền nên vấn đề bảo mật
không tốt.
Nhiễu trong topo bus: các điểm nối vào set-top box hay TV có khuynh hướng thu nhận
nhiễu dẫn tới cáp có xu hướng thu thập nhiễu ngoài như máy hút bụi, máy sấy tóc vv
Các ứng dụng của coax
• làm các đường trung kế

• làm cáp ngầm quốc tế xuyên biển
• cáp kết nối các thiết bị đo, xử lý
• cáp LAN
• CATV, mạch vòng nội hạt HFC (sợi quang triển khai tới gần khu vực khách hàng, rồi từ
đó dùng coax đưa dịch vụ tới từng hộ gia đình.)
Ưu, nhược điểm của coax
6 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ MẠNG THUÊ BAO
Chương 2
Cơ sở của DSL
Công nghệ đường dây thuê bao số (DSL) cung cấp phương tiện truyền thông tin số tốc độ cao
qua các đường dây thuê bao điện thoại. Ngày nay các đường điện thoại có khả năng truyền dữ
liệu với tốc độ hàng triệu bit/giây. Điều này được thực hiện thông qua các kỹ thuật truyền dẫn
số phức tạp có thể bù trừ các yếu tố ảnh hưởng chung tới đường truyền trên các đường dây điện
thoại. Các kỹ thuật truyền dẫn số liên quan tới các thuật toán phức tạp mà gần đây đã trở thành
hiện thực nhờ vào sức mạnh vượt trội của các bộ xử lý tín hiệu số trên các mạch tích hợp cỡ lớn
VLSI. Người ta nói rằng DSL đã biến Đồng thành Vàng.
Công nghệ DSL đã tăng cường khả năng tận dụng các đường điện thoại. Các đường điện
thoại mà trước đây được lắp đặt với mục đích là mang duy nhất một tín hiệu thoại có độ rộng
băng tần là 3,4 kHz ngày nay có thể truyền khoảng 100 tín hiệu thoại được nén dưới dạng số
hoặc 1 tín hiệu video với chất lượng tương đương với truyền hình quảng bá. Truyền dẫn số tốc
độ cao qua các đường điện thoại đòi hỏi khả năng xử lý tín hiệu lớn nhằm khắc phục những tác
động xấu tới đường truyền như suy hao tín hiệu, nhiễu xuyên âm từ các tín hiệu trên các đôi dây
khác trong cùng một cáp, phản xạ tín hiệu, nhiễu tần số vô tuyến và nhiễu xung.
Cơ sở hạ tầng đôi dây xoắn kết nối tới gần như mọi nhà và mọi công sở trên thế giới nhưng
DSL có các giới hạn của nó. Khoảng 15% đường dây điện thoại trên thế giới sẽ cần phải được
nâng cấp nhằm cho phép các hoạt động DSL tốc độ cao. Các biện pháp thích hợp cho các mạch
vòng cự ly lớn bao gồm đặt các bộ lặp giữa chặng (trung gian), lắp đặt các bộ ghép kênh có giao
tiếp sợi quang đầu xa và loại bỏ các cuộn tải.
Trong cuốn sách này chúng ta sử dụng thuật ngữ DSL để nói tới các loại công nghệ đường
dây thuê bao số, bao gồm ADSL, HDSL, ISDN tốc độ cơ sở, VDSL và IDSL. Thuật ngữ xDSL

cũng đã được sử dụng trong ngành công nghiệp viễn thông để nói tới các loại DSL.
2.1 Các hình thức thay thế DSL: Sợi quang, kết nối không
dây và cáp đồng trục
Đã nhiều lần các chuyên gia trong ngành công nghiệp điện thoại đã đề cập tới sự lỗi thời của
các đường dây điện thoại sử dụng các đôi dây xoắn. Vào cuối những năm 80 của thế kỷ thứ 20
7
8 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ CỦA DSL
họ tin rằng chỉ vài năm nữa thì hầu như toàn bộ các máy điện thoại của thế giới sẽ được kết nối
trực tiếp bằng các sợi quang. Chúng ta cũng nhận thấy ngày nay các tuyến sợi quang đang được
sử dụng rất phổ biến trong các khu thương mại chính. Tuy nhiên, điều kiện kinh tế kết hợp với
những thách thức của việc xây dựng cáp quang cho toàn bộ hệ thống điện thoại của thế giới đòi
hỏi phải mất vài chục năm. Đầu những năm 1990 đã hứa hẹn cho ra đời truy cập thuê bao vô
tuyến. Tuy nhiên, do sự hạn hẹp về băng tần cộng với những thách thức về vị trí đặt các trạm hub
(trên mặt đất hay trên quĩ đạo trái đất) làm hạn chế truyền tải không dây tới một nhóm nhỏ các
ứng dụng đòi hỏi sự di động và những ứng dụng cần phải quảng bá cùng một thông tin tới một
số lượng lớn các vùng khác nhau. Cáp đồng trục có thể truyền tải các dịch vụ dữ liệu interactive
và dịch vụ điện thoại bên cạnh dịch vụ truyền hình quảng bá truyền thống. Tuy nhiên, các dịch
vụ dữ liệu interative và thoại được phục vụ tốt nhất bởi các tuyến cáp hai chiều.
Truyền tải sợi quang, không dây và cáp đồng trục đã chứng tỏ rất có giá trị trong nhiều ứng
dụng. Không có công nghệ truy cập nào có thể phục vụ tốt nhất ở tất cả mọi nơi và trong tất
cả mọi ứng dụng. Tuy nhiên, giờ đây khi mà công nghệ DSL đã cho phép các đường điện thoại
truyền các ứng dụng đa phương tiện mà đã từng bị cho là thuộc phạm vi độc quyền của sợi
quang, các đường điện thoại là những phương tiện kinh tế nhất để truyền một phạm vi rộng các
dịch vụ thông tin tới hàng triệu khách hàng. Sự yếu kém chủ yếu trong ứng dụng của DSL là
không có khả năng di động và hiệu quả quảng bá thấp.
Một cơ sở hạ tầng sẵn có, chẳng hạn các đường điện thoại, với sự cho phép bởi những công
nghệ phù hợp sẽ kinh tế hơn là triển khai một cơ sở hạ tầng mới. Ngay cả radio cũng đòi hỏi
phải có cơ sở hạ tầng mới: Vị trí đặt bộ thu phát và các mạng kết nối tới các vị trí này. Một công
nghệ mới có thể được khẳng định chỉ ở những nơi cơ sở hạ tầng hiện có không đủ khả năng hỗ
trợ những ứng dụng thiết yếu (chẳng hạn như thông tin di động) hoặc những nơi có môi trường

pháp lý ổn định. Bên cạnh những tốn kém cho việc xây dựng cơ sở hạ tầng mới thì việc xây
dựng này cũng mất nhiều thời gian để xin phép xây dựng, trải cáp, xin giấy phép lắp đặt tháp vô
tuyến hay phóng vệ tinh vv
Các đường điện thoại có thể sẽ bị loại bỏ nhưng có lẽ thời điểm đó còn rất xa.
2.2 Qui mô trên thế giới
Gần như mọi công sở và khu dân cư trong các khu công nghiệp trên thế giới đã được kết nối vào
mạng điện thoại toàn cầu. Công nghiệp điện thoại đã chi xấp xỉ một nghìn tỉ đô la qua hàng thế
kỷ qua cho việc xây dựng các tuyến đôi dây xoắn dùng cho đường dây thuê bao. Gần 700 triệu
đường điện thoại được lắp đặt tính tới năm 1996. Các công ty điện thoại tiếp tục chi hàng triệu
đô la mỗi năm cho lắp đặt thêm nhiều đường điện thoại cáp đồng hơn nữa. Hơn 900 triệu đường
dây thuê bao được ước tính tới thời điểm trước năm 2001. Đại đa số các đường điện thoại này sẽ
hỗ trợ cho việc truyền tải khoảng một triệu bit/giây (Mbit/s) khi các bộ thu phát DSL tốc độ cao
được nối giữa khách hàng và công ty điện thoại sử dụng đôi dây xoắn. Trong hầu hết các trường
hợp, không có sự sửa đổi nào là cần thiết đối với các thiết bị bên ngoài công ty. Nhiều đường
điện thoại sẽ hỗ trợ các tốc độ dữ liệu trên 1 Mb/s.
2.3. MODEM BĂNG TẦN THOẠI VÀ DSL 9
2.3 Modem băng tần thoại và DSL
Các modem băng tần thoại được trình làng vào cuối những năm 1950 với mục đích gửi dữ liệu
qua mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN) (xem Hình ). Từ modem xuất phát từ
modulator-demodulator (xem Chương để biết thêm chi tiết về điều chế và giải điều chế). Dữ
liệu được truyền qua mạng PSTN phải được điều chế bởi vì PSTN không truyền các tần số dưới
mức xấp xỉ 200 Hz. Dữ liệu chưa điều chế đòi hỏi truyền các tần số sát tới 0 Hz. Về chức năng,
modem chuyển đổi các đặc tính tần số của dữ liệu sang dạng thức giống các tín hiệu thoại mà
PSTN đã được thiết kế để truyền đi. PSTN truyền các tín hiệu trong dải tần số từ 200 Hz tới
3400 Hz. Vì vậy dữ liệu đã điều chế có mặt ở dạng âm thoại bình thường đối với PSTN. Các
máy Fax gồm có một modem băng tần thoại để truyền thông tin ở dạng số đại diện cho một
trang.
Một trong những modem đầu tiên, AT&T Bell 103, được sử dụng để truyền điện báo cận
đồng bộ hoàn toàn song công với tốc độ 300 bit/s sử dụng FSK (khóa dịch tần số). Các modem
CCITT (bây giờ là ITU) V.21 cũng tương tự nhưng không tương thích với modem Bell 103. Chỉ

vài năm sau modem Bell 202 đã tăng tốc độ bit lên 1200 bit/s sử dụng truyền dẫn FSK bán song
công. Vào cuối năm 1973 Vadic, Inc đã trình làng VA3400, loại modem đầu tiên thực sự hoàn
toàn song công tốc độ 1200 bit/s sử dụng PSK (khóa dịch pha). Vài năm sau đó Bell 212 và
tiếp theo là CCITT V.22 cũng cho ra modem tốc độ truyền 1200 bit/s hoàn toàn song công sử
dụng PSK. Vào năm 1981, V.22bis đã đạt đến 2400 bit/s hoàn toàn song công. V.32 giới thiệu
mã hóa dạng mắt lưới (trellis) và tiến một bước lớn trong việc truyền dẫn thông tin có khử tiếng
vọng ở cả hai hướng sử dụng cùng một băng tần. Khử tiếng vọng cho phép các cặp modem sử
dụng toàn bộ băng tần sẵn có cho cả luồng lên và luồng xuống. Mã hóa dạng mắt lưới làm cho
việc sửa lỗi trong modem là hoàn toàn có thể thực hiện được dẫn tới khả năng tách thông tin
một cách tin cậy đối với một tỷ số S/N đã cho. Các modem có trước V.32 bố trí truyền hướng
lên trong băng tần khác với băng tần của hướng xuống (FDM). V.32 đạt được truyền hoàn toàn
song công ở tốc độ 9600 bit/s. Tiếp đó là V.34 trình làng, sử dụng tối ưu hóa băng tần, dạng
chòm sao, và tiền mã hóa theo kênh cho phép truyền hoàn toàn song công với tốc độ 28,8 kb/s.
Vào năm 1995, các modem 33,6 kb/s ra mắt thị trường. Các modem V.34 sử dụng tới băng tần
3,6 kHz. Điều này về mặt kỹ thuật lớn hơn một chút băng tần thoại truyền thống 3,4 kHz. Tuy
nhiên, modem V.34 có thể hoạt động trên các đường dây với băng tần nhỏ hơn bằng cách giảm
tốc độ bit truyền đi. Với việc gửi 33,6 kb/s trong băng tần thoại 3,6 kHz, các modem V.34 gửi
gần 10 bit/Hz, một kỳ công đặc biệt tiến sát tới giới hạn lý thuyết cho truyền dẫn dữ liệu băng
tần thoại. Lịch sử dạy cho chúng ta biết hoài nghi về "giới hạn lý thuyết" mà đôi khi bị phá vỡ
bởi những con người sáng tạo phá vỡ những qui luật bằng việc sáng tạo ra một mô hình mới.
Vào cuối năm 1996, các modem PCM 56 kbit/s đã xuất hiện, chúng đã được tiêu chuẩn hóa bởi
khuyến nghị V.90 ITU vào năm 1998. Các modem PCM (điều chế mã xung) là không đối xứng
do chúng hỗ trợ luồng xuống (hướng tới khách hàng) lên tới 56 kbit/s và tối đa là 33,6 kbit/s ở
luồng lên. Thực tế, các modem PCM hiếm khi đạt được tốc độ truyền trên 50 kbit/s do những
hạn chế về công suất phát, chuyển đổi trung gian, và những yếu tố gây suy hao chẳng hạn như
các cuộn cảm. Miễn là có một đường số trực tiếp (không có chuyển đổi tương tự) từ nguồn số
tới modem PCM kết nối vào đầu cuối phía mạng của đường dây thuê bao thì tốc độ truyền có
thể vượt 33,6 kbit/s bằng cách bố trí trực tiếp tín hiệu số vào ký tự được phát đi mà không có
những ảnh hưởng của nhiễu lượng tử.
Kiến trúc mạng modem PCM bỏ xa năng lực của các thế hệ modem băng tần thoại trước

10 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ CỦA DSL
đây. Modem PCM tại đầu cuối mạng phải có kết nối số trực tiếp tới bộ chuyển đổi tương tự-số
(CODEC) nối vào đường điện thoại của người sử dụng modem PCM. Modem PCM đi qua PSTN
như là một cuộc gọi quay số. Modem PCM giống DSL ở chỗ một kết nối số trực tiếp từ mạng
tới giao tiếp đường dây thuê bao được yêu cầu nhưng khác với mô hình DSL (chỉ ra trên Hình
) do cuộc gọi modem PCM được truyền qua tổng đài như một cuộc gọi tương tự. Về mặt kiến
trúc các modem PCM nằm giữa DSL và các modem băng thoại truyền thống. Các modem PCM
có thể tận dụng tới độ rộng băng 4 kHz.
Hạn chế cơ bản của các modem băng tần thoại là các bộ mã hóa/giải mã (CODEC) nằm tại
tổng đài điện thoại nội hạt hay đầu cuối mạch vòng số DLC. CODEC chuyển đổi các tín hiệu
tương tự trên đường điện thoại sang dạng số 64 kbit/s sử dụng điều chế xung mã. Một modem
băng tần thoại mà tín hiệu của nó được mang trong một cuộc gọi âm thoại PSTN không thể vượt
quá tốc độ bit 64 kbit/s.
Với khuyến nghị ITU V.70 và V.61, các modem băng tần thoại có thể hỗ trợ số liệu và âm
thoại mã hóa đồng thời thông qua một cuộc gọi PSTN. V.70 (sử dụng điều chế V.34 và mã hóa
âm thoại phụ lục A G.729) có thể truyền đồng thời tiếng nói được mã hóa 8kb/s và dữ liệu xấp
xỉ 20 kb/s sử dụng duy nhất một cuộc gọi PSTN. Do Phụ lục A G.729 cung cấp khả năng phát
hiện sự im lặng nên một tốc độ dữ liệu cao hơn có thể đạt được trong những khoảng thời gian
im lặng.
Các kỹ thuật nén dữ liệu như được chỉ ra trong Khuyến nghị ITU V.42 có thể đạt được một
tốc độ dữ liệu hiệu quả hơn hai lần tốc độ modem đã liệt kê ở trên. Tuy nhiên, dữ liệu có tính
ngẫu nhiên cao (chẳng hạn như một số file nhị phân và video đã được số hóa) làm giảm tác dụng
của nén dữ liệu. Nén dữ liệu cũng có thể được áp dụng cho DSL. Ví dụ, ISDN tốc độ cơ bản sử
dụng hai kênh B có thể tạo ra sự thông suốt không nén 128 kb/s và thông suốt hiệu quả trên 300
kb/s bằng cách nén các loại dữ liệu dư thừa. Khi nén dữ liệu được sử dụng nó thường được thực
hiện ở dạng thông tin số trước bộ thu phát DSL. ảnh hưởng của lỗi bit truyền dẫn có thể bị tăng
lên bởi việc nén dữ liệu.
Ưu điểm nổi bật của các modem là chúng có thể được sử dụng ở bất cứ nơi đâu. Một modem
có thể được nối tới bất kỳ đường điện thoại nào và ngay lập tức gọi tới bất kỳ trong số hàng triệu
đường điện thoại khác có gắn sẵn modem. Các modem rẻ tiền hơn thiết bị DSL và dễ dàng lắp

đặt hơn. Tuy nhiên, tốc độ dữ liệu được yêu cầu bởi các ứng dụng giờ đây đã vượt quá tốc độ có
thể của các modem băng tần thoại. Các hạn chế khác của modem là các cuộc gọi bị nghẽn do
các tổng đài nội hạt và các giá modem (được thiết kế cho những cuộc gọi thời gian ngắn) bị quá
tải, không có khả năng kết nối tới nhiều điểm khác nhau một cách đồng thời và tỷ lệ lỗi cao.
Các hạn chế này của modem được giải quyết bởi DSL.
Sự khác biệt cơ bản giữa các modem băng tần thoại và DSL là các modem băng tần thoại
hoạt động thông qua một kết nối PSTN điểm - điểm, trong khi đó DSL hoạt động qua một mạch
vòng nội hạt. Hình và minh họa sự khác biệt này.
Như đã chỉ ra trên Hình, tuyến truyền dẫn modem băng tần thoại có thể gồm mạch vòng nội
hạt cho người sử dụng A, một Trung tâm Chuyển mạch, các tuyến trung kế dài hàng ngàn dặm
trong một số trường hợp, một tổng đài khác hoạt động như một khách hàng khác và cuối cùng
là một vòng nội hạt đóng vai trò người sử dụng B. Trái lại, tuyến truyền dẫn DSL gồm duy nhất
một mạch vòng nội hạt từ phía người sử dụng tới sát tổng đài CO.
Một sự khác biệt chính nữa giữa các modem băng tần thoại và DSL là DSL duy trì thông
2.4. CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN 11
tin trong miền số từ một đầu cuối người sử dụng này tới đầu cuối người sử dụng khác. Trái lại,
modem băng tần thoại gửi thông tin qua mạng PSTN dưới dạng tương tự đại diện cho thông tin
số của người sử dụng. Với DSL, tín hiệu được tái tạo dưới dạng số tại mỗi bước đi trong mạng
công cộng do đó những tác động có hại không tích lũy ở mỗi bước. Mặc dầu thông tin được
truyền qua một mạng gồm nhiều phần tử, truyền dẫn DSL chỉ cần gửi tới phần mạch vòng nội
hạt.
Các tuyến trung kế kết nối giữa các tổng đài với nhau trực tiếp hoặc thông qua những tổng
đài trung gian. Các đường trung kế thường là các hệ thống truyền dẫn sợi quang tốc độ cao mang
thông tin từ nhiều khách hàng.
Đối với những khách hàng được phục vụ qua mạch vòng thuê bao số (DLC) hay các hệ
thống đầu cuối xa, DSL mở rộng từ phía khách hàng tới phía DLC. DLC và DLC thế hệ tiếp
theo (NGDLC) được sử dụng để phục vụ các khách hàng quá xa để có thể được phục vụ một
cách kinh tế thông qua một mạch vòng cáp đồng trực tiếp từ CO. Đầu cuối DLC ở xa có thể
được lặt trong một cabin ngoài trời, trong một hầm cáp hoặc đôi khi trong phòng thiết bị của một
trung tâm thương mại. Các hệ thống DLC ghép 20 tới 2000 khách hàng vào một đường trung kế

tới CO. Đường trung kế DLC điển hình là một sợi quang nhưng đôi khi các đường HDSL hay
T1 được sử dụng cho các DLC nhỏ hơn. Phần thảo luận kỹ hơn về DLC và NGDLC.
Một DSL bao gồm một đường cáp đồng trực tiếp từ phía người sử dụng tới điểm thiết bị
mạng tích cực gần nhất. Một ngoại lệ đối với luật này là bộ lặp giữa chặng được sử dụng để mở
rộng tầm với của DSL bằng cách đặt một bộ thu phát ở khoảng giữa của mạch vòng nội hạt. Bộ
lặp DSL được cấp nguồn DC cấp từ CO qua cùng đôi dây đồng dùng để truyền dữ liệu. Các bộ
lặp DSL trung gian điển hình được đặt trong các hộp thiết bị chống thấm có thể chứa từ 4 đến
20 bộ lặp. Các hộp thiết bị có thể được bố trí trong hầm cáp, gắn trên một cột, hoặc treo trên
đường dây cáp treo. Giá thành thiết bị điện của bộ lặp nhỏ hơn giá thành của hộp thiết bị trong
môi trường khắc nghiệt và nhân công cho việc nối ghép hộp này vào cáp.
Modem băng tần thoại được thiết kế để hoạt động khắc phục những giới hạn của các mạch
vòng cục bộ ở hai đầu của mạng cộng và giới hạn của các tổng đài kết hợp. Tổng đài thường
chứa các bộ PCM CODEC, các bộ này thực hiện chuyển đổi các tín hiệu tương tự trên mạch
vòng nội hạt thành một tín hiệu số tốc độ 64 kb/s để truyền qua các đường trung kế. Tuyến
truyền dẫn được chỉ định cung cấp một băng tần từ 200 đến 3400 Hz. DSL được thiết kế để hoạt
động qua những giới hạn đặt ra bởi duy nhất một mạch vòng thuê bao. Các mạch vòng thuê bao
điển hình có độ rộng băng tần hàng trăm kHz. Do đó, năng lực tiềm tàng của DSL có thể vượt
qua các modem với một hệ số 100 hoặc cao hơn. Tuy nhiên, các modem vẫn có một lợi thế quan
trọng ở chỗ chúng có thể hoạt động qua bất kỳ kết nối điện thoại nào tới bất kỳ nơi nào trên thế
giới. Hơn nữa, DSL hàm ơn các modem băng tần thoại rất nhiều bởi vì nhiều kỹ thuật truyền
dẫn được sử dụng bởi DSL bắt nguồn từ các modem băng tần thoại.
2.4 Các phương thức truyền dẫn
Có nhiều phương thức truyền dẫn: việc sử dụng chúng phụ thuộc vào các yêu cầu ứng dụng và
đặc trưng của kênh truyền.
12 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ CỦA DSL
2.4.1 Hướng truyền
Truyền dẫn đơn công là một hướng cố định từ nguồn tới đích. Các ví dụ về truyền đơn công
bao gồm quảng bá phát thanh truyền hình và các mạch báo động. Hầu như tất cả mọi ứng dụng
DSL đòi hỏi truyền hai hướng. Vì vậy, truyền đơn công thường không được sử dụng cho DSL.
Tuy nhiên ta có thể mô tả tín hiệu T1 như một ví dụ của truyền song công. Các đường T1 gồm

hai đường đơn công ở hai hướng khác nhau.
Truyền bán song công phát một cách có chu kỳ từ Trạm A tới Trạm B và theo hướng ngược
lại ở những thời điểm khác. Vì vậy, tại bất kỳ thời điểm nào thông tin được gửi đi theo một
hướng (đơn công). Truyền hai hướng đạt được nhờ các bộ thu phát ở hai đầu của đường truyền
hiểu khi nào cần thay đổi vai trò của máy phát và máy thu. Trong những ứng dụng truyền bán
song công trước đây, toàn bộ một bản tin được gửi đi trước khi đường dây được quay vòng. Một
số hệ thống DSL sử dụng sự biến thái của bán song công được gọi là ghép kênh nén thời gian
(TCM), và được biết tới ở dạng "bóng bàn" được thảo luận xa hơn trong Chương 5. TCM làm
giảm chu kỳ quay vòng tới một khoảng thời gian vài giây. Do đó, TCM gửi các khối vài nghìn
bit có độ dài cố định theo hướng này hay hướng kia. Các ví dụ về truyền dẫn bán song công
truyền thống gồm truyền điện báo và bộ đàm hai hướng sử dụng cùng một tần số.
Truyền hoàn toàn song công gửi thông tin liên tục theo cả hai hướng trên cùng một đôi dây.
Các ví dụ bao gồm các điện thoại truyền thống, các modem băng tần thoại, ISDN tốc độ cơ bản
và HDSL. Truyền hai hướng đồng thời được thực hiện bởi mỗi bộ thu phát tách tín hiệu phát
nội bộ khỏi tín hiệu nhận được của nó. Một phương pháp khử tiếng vọng sử dụng bộ hybrid
(ECH) thường được sử dụng để cho phép cả hai hướng sử dụng cùng một băng tần. Ưu điểm của
phương pháp này là truyền dẫn ở cả hai hướng có thể nằm ở băng tần thấp nhất có thể nơi mà
suy hao tín hiệu và can nhiễu tần số vô tuyến được giảm thiểu.
Một phiên bản không đối xứng của truyền hoàn toàn song công được sử dụng bởi đường dây
thuê bao số không đối xứng ADSL. Thông tin được gửi đi đồng thời theo cả hai hướng nhưng
tốc độ dữ liệu luồng xuống (tới khách hàng) lớn hơn nhiều tốc độ luồng lên (hướng về mạng).
Điều này cho phép tốc độ dữ liệu luồng xuống cao trên các đường dây dài hơn nhiều bằng cách
giảm xuyên âm giữa các đường ADSL.
2.4. CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN 13
2.4.2 Định thời
Truyền dẫn đồng bộ gửi các bit với một tốc độ liên tục. Các bộ thu DSL thường đạt được tín
hiệu định thời của chúng từ chu kỳ của các chuyển tiếp bit nhận được. Truyền dẫn đồng bộ và
cận đồng bộ có thể áp dụng cho truyền dẫn đơn công, bán song công và hoàn toàn song công.
Nói chung, DSL sử dụng truyền dẫn đồng bộ chứ không dùng truyền dẫn cận đồng bộ.
Truyền dẫn cận đồng bộ gửi các đơn vị (ký tự hoặc các khối) với một tín hiệu cờ duy nhất

để đánh dấu điểm bắt đầu của một đơn vị. ATM (phương thức truyền cận đồng bộ) thường được
truyền tải bằng phương thức truyền dẫn đồng bộ ở mức bit; tuy nhiên điểm bắt đầu của mỗi tế
bào ATM có thể là tại bất kỳ bit rỗi nào. Vì vậy đối với ATM các tế bào là cận đồng bộ (không
phải là các bit).
2.4.3 Các kênh
DSL phải truyền nhiều hơn một kênh thông tin trong đó mỗi kênh dành cho một ứng dụng hay
dịch vụ khác nhau. ISDN có hai kênh B cho dữ liệu/thoại, một kênh D cho báo hiệu và một kênh
điều hành nhúng (eoc) cho điều khiển và bảo dưỡng. HDSL có một kênh rộng và một kênh eoc.
ADSL có các kênh số liệu, một kênh eoc, và một băng tách biệt dành cho dịch vụ thoại tương
tự.
Ghép kênh phân chia thời gian (TDM) là phương pháp thường được sử dụng nhất cho việc
truyền nhiều kênh thông tin. Thông tin được tổ chức thành các khung có độ dài cố định với một
số lượng bit cố định phân bổ cho mỗi kênh. Để giảm độ trễ, các bit cho mỗi kênh nhất định có
thể được chia ra thành một số khối nhỏ, các khối này được phân bổ trong mỗi khung. Một số
khung có thể được tổ chức thành các siêu khung để tạo ra các kênh tốc độ bit thấp chẳng hạn
một kênh điều hành nhúng. Ngoài việc gửi nhiều kênh thông tin theo cùng một hướng. TDM có
thể làm việc như một phương thức song công. Thông tin có thể được gửi luân phiên theo luồng
lên và luồng xuống. Kỹ thuật này được gọi là ghép kênh nén thời gian và hầu như loại trừ được
xuyên âm đầu gần (NEXT), mà xuyên âm này làm hạn chế chất lượng của các hệ thống truyền
dẫn sử dụng bộ sai động khử tiếng vọng.
14 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ CỦA DSL
Ghép kênh phân chia theo tần số (FDM) bố trí mỗi kênh trong một băng tần tách biệt. Nhờ
vậy tất cả các kênh được gửi cùng một lúc. Một ứng dụng của FDM là sử dụng một băng tần
cho thông tin luồng lên và một băng tần khác cho thông tin luồng xuống. Song công FDM cũng
hoàn toàn có thể loại trừ được NEXT. ADSL sử dụng FDM bằng cách đặt tín hiệu thoại tương
tự vào băng tần thấp nhất và dữ liệu vào băng tần cao hơn. Thiết kế FDM liên quan tới sự dung
hòa giữa độ phức tạp của bộ lọc và lượng phổ tần lãng phí cho các băng bảo vệ.
Ghép kênh phân chia không gian đơn giản là đặt mỗi kênh trên một nhóm dây tách biệt.
Việc đơn giản hóa này thích hợp để gửi các tín hiệu qua những khoảng cách rất ngắn được đo
theo đơn vị cm nhưng chi phí cho các nhóm dây và các bộ thu phát truyền thống cho mỗi nhóm

dây trở nên quá tốn kém. Để giảm thiểu giá thành tổng cộng, các DSL đặt tất cả thông tin lên
một đôi dây. HDSL sử dụng hai đôi dây (cho 1,5 Mbit/s) và lên tới ba đôi dây (cho 2 Mbit/s) để
đạt được những khoảng cách đường truyền xa hơn.
2.4.4 Các cấu hình đơn điểm và đa điểm
DSL là các hệ thống truyền dẫn điểm-nối-điểm. Một bộ thu phát được nối tới mỗi đầu của một
đôi dây. Một đầu có thể được đặt tại phía công ty điện thoại chẳng hạn như ở tổng đài CO còn
đầu kia có thể đạt tại nhà khách hàng. So sánh với các hệ thống đa điểm, truyền dẫn điểm-điểm
cớ ưu điểm đơn giản độ tin cậy cao và độ an toàn cao hơn. Cấu hình điểm-điểm cung cấp độ
rộng băng chuyên dụng cho mỗi khách hàng. Với một hệ thống chuyển mạch phù hợp tại phía
tổng đài, hiệu suất truyền thông cho mỗi khách hàng duy trì gần như không đổi khi một số lượng
nút được bổ sung.
Các hệ thống điểm nối đa điểm gồm một bộ thu phát đặt tại trạm (chính) trung tâm, trạm
này thông tín với nhiều thiết bị đầu cuối được nối trực tiếp. Các đầu cuối này không thông
tin với nhau. Các hệ thống truyền hình cáp (CATV) sử dụng truyền dẫn điểm-tới-đa điểm. Đa
điểm-tới-đa điểm cho phép các đầu cuối thông tin trực tiếp với nhau. Các mạng cục bộ 10baseT
(LAN) là những hệ thống đa điểm-tới-đa điểm. Số lượng các bộ thu phát cho một mạng gồm
N đầu cuối sẽ là N+1 cho hệ thống điểm tới đa điểm và 2N cho hệ thống điểm-nối-điểm. Nói
chung các hệ thống đa điểm thích hợp hơn cho các khoảng cách ngắn hơn, và các hệ thống
điểm-nối-điểm được ưa chuộng hơn cho những khoảng cách dài hơn. ở khoảng cách dài hơn, kết
2.5. THUẬT NGỮ DSL 15
nối nhiều đầu cuối dẫn tới suy hao tín hiệu lớn hơn và định nhịp (định thời) tín hiệu khó khăn
hơn.
Những thảo luận trên đây áp dụng cho mức vật lý. ở mức logic nơi mà luồng thông tin ở các
giao thức cao hơn được xem xét, luồng thông tin từ điểm-tới-điểm và đa điểm có thể phát sinh
qua cấu hình vật lý.
2.5 Thuật ngữ DSL
Việc giải thích các thuật ngữ sau đây sẽ hữu ích trong quá trình tìm hiểu DSL. Thuật ngữ cổ
điển nhất là kilofeet (kft), số đo độ dài truyền thống của đường điện thoại : 1 kft tương đương với
306 met. Đường kính của một dây được đo bằng milimet (mm), ngoại lệ ở Mỹ nơi mà con số
tiêu chuẩn đánh giá dây dẫn của Mỹ (AWG) đại diện cho 1/N lần của một inch (ví dụ, 24 AWG

có đường kính dây dẫn là 1/24 inch, tương đương với 0,5 mm). Công suất tín hiệu và suy hao
tín hiệu được đo theo đơn vị logarith (dB), đặt theo tên của Alexander Bell. Tăng công suất 3
dB tương đương với việc gấp đôi công suất, giảm công suất đi 3 dB tương đương với giảm một
nửa công suất, tăng công suất lên 6 dB tương đương với 4 lần công suất vv Tần số của một tín
hiệu điện được đo là kiloHertz (kHz, hàng ngàn chu kỳ trong một giây) hay megaHertz (MHz,
hàng triệu chu kỳ trong một giây). Dịch vụ điện thoại tương tự chuyển mạch mạch truyền thống
thường được gọi là dịch vụ điện thoại POTS (Plain Old Telephone Service).
Các thuật ngữ và những từ đồng nghĩa khác được giải thích trong phần từ điển viết tắt của
cuốn sách.
2.6 Quan hệ Tốc độ - Tầm với
Cường độ (chẳng hạn như công suất) của một tín hiệu điện giảm theo khoảng cách di chuyển do
điện trở của đường dây mang tín hiệu. Hơn nữa các yếu tố ảnh hưởng (chẳng hạn như tổn thất)
trở nên lớn hơn tại những tần số lớn hơn. Nói một cách đơn giản lượng công suất tín hiệu bị tiêu
thụ trên đường dây tăng lên với tốc độ và khoảng cách truyền dẫn. Tầm với của vòng DSL bị
giới hạn do tín hiệu trở nên quá yếu để có thể được nhận một cách chính xác.
Các kỹ sư truyền dẫn số tăng tối đa khoảng cách đường truyền bằng việc sử dụng các kỹ
thuật điều chế tinh vi phát tín hiệu với một tốc độ dữ liệu đã cho cùng một lượng công suất tín
hiệu phát hạn chế trong một dải tần số nhất định. Đối với một phương pháp truyền đã cho, tốc