Tổng quan các công nghệ DSL.DOC

Đồ án tốt nghiệp Mục lục
Chơng 1: Tổng quan các công nghệ DSL

1.1 Tổng quan các phơng thức truy nhập băng rộng.
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
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 nh: kỹ
thuật truy nhập mạch vòng cáp đồng, kỹ thuật truy nhập cáp sợi quang, kỹ thuật truy
nhập vô tuyến. Mỗi kỹ thuật truy nhập mạng này đều có những u nhợc điểm khác
nhau, nhng với điều kiện hiện nay, mạng lới cáp đồng đang tồn tại rộng khắp trên thế
giới thì kỹ thuật truy nhập mạch vòng cáp đồng đang thực sự trở thành sự lựa chọn số
1 cho các nhà cung cấp dịch vụ trên thế giới.
Sau đây chúng ta sẽ xem xét các phơng thức truy nhập băng rộng cụ thể:
1.1.1 Kỹ thuật truy nhập mạch vòng 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 số liệu âm thanh, hình ảnh qua đôi dây đồng truyền thống. Giải
pháp của xDSL là sử dụng dải tần lớn hơn phía trên dải tần mà dịch vụ thoại sử dụng
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43

Đồ án tốt nghiệp Mục lục
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. Điển hình là ở Mỹ-
thị trờng DSL lớn nhất hiện nay, vào cuối năm 2000 có gần 200 triệu đờng dây truy
nhập cố định đợc lắp đặt. Trong đó có 50% tức gần 100 triệu đờng dây cung cấp dịch
vụ DSL và ngời ta wớc tính con số này sẽ tăng lên đến 70% (khoảng 140 triệu đờng
dây) vào năm 2004 . 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 bằng cáp sợi quang.
Nhờ phát hiện ra khả năng truyền dẫn của cáp sợi quang đã làm thay đổi hầu nh
toàn bộ năng lực của mạng viễn thông. Cáp sợi quang có những phẩm chất mà cáp
đồng không thể nào có đợc đó là băng thông rất lớn và khả năng chống nhiễu cực kỳ
tốt với suy hao nhỏ nên truyền tốc độ cao là rất tốt. Ngời ta đã xây dựng nhiều hệ
thống thông tin quang nh hệ thống điều chế cờng độ và tách sóng trực tiếp, hệ thống
thông tin quang coherent và truy nhập quang có thể đợc xây dựng thành các hệ thống
nh: cáp quang đến cụm dân c (FTTC), cáp quang đến toà nhà (FTTB), cáp quang đến
tận nhà (FTTH), cáp quang đến cơ quan (FTTO), vv. 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
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
dân c (FTTC) hoặc tới các toà nhà (FTTB), các trụ sở cơ quan lớn (FTTO) có ý nghĩa
hơn.
Kiến trúc tổng quát nhất của mạng cáp quang nh hình vẽ 1.1
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. Nh
vậy, việc tồn tại đoạn cáp đồng cuối là một yếu tố thúc đẩy sự phát triển của công
nghệ xDSL.
1.1.3 Truy nhập bằng vô tuyến
Đây là phơng pháp đã xuất hiện từ lâu và ngày nay đang đợc ứng dụng rộng rãi
trong truy nhập băng rộng đặc biệt là từ khi có vệ tinh viễn thông. Hệ thống đợc sử
dụng nhiều nhất hiện nay là các trạm mặt đất hoặc là vệ tinh. Trên mặt đất, có thể kể
đến hệ thống MMDS và LMDS.
MMDS (multichannel, multipoint distribution system) là hệ thống phân bố đa
điểm, đa kênh, nó có thể gửi 33 kênh truyền hình tơng tự hoặc 100 kênh dới dạng tín
hiệu số tới các thuê bao hoặc Internet tốc độ cao dọc theo đờng dây của các modem
cáp đồng trục (cable modem).
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
FTTC
FTTN
FTTH
Cáp đồng
Tổng đài trung
tâm

ONU
ONU
FTTB
Toà nhà lớn
Trường đại học, các
cơ quan
Cụm dân cư lân cận
Hình vẽ 1.1 Kiến trúc của truy nhập quang
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
LMDS (hệ thống phân bố đa điểm nội vùng) là hệ thống vô tuyến, điểm đến đa
điểm, đa tế bào (Multicell), băng tần hoạt động từ 27,5 đến 29,5 GHz. LMDS còn đợc
gọi là truyền hình cáp tổ ong (cellular cable TV). Các tế bào lân cận dùng các tần số
giống nhau nhng có phân cực khác nhau.
Bên cạnh đó, các hệ thống quảng bá trực tiếp từ vệ tinh (DBS) đã đợc triển khai,
cung cấp hình ảnh TV đến nhiều hộ gia đình, khuôn dạng tín hiệu ở dạng số sử dụng
nén số liệu MPEGII để tận dụng băng thông DBS chỉ cung cấp đờng xuống còn đờng
lên đợc yêu cầu qua modem thoại. Do truyền từ vệ tinh và có quá trình xử lý nén số
liệu nên có độ trễ tơng đối lớn. Để giảm trễ, ngày nay đã sử dụng hệ thống vệ tinh
quỹ đạo thấp LEO nhng chúng cần số lợng vệ tinh lớn (từ vài chục cái đến 288
chiếc). Hiện tại hệ thống này có giá thành tơng đối cao và cha phổ biến ở Việt Nam.
Những hạn chế 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.

1.1.4 Truy nhập bằng cáp đồng trục
Đây là phơng pháp đợc triển khai bởi nhà cung cấp truyền hình cáp. Khi triển khai,
cần lắp thêm cáp đồng trục từ điểm cung cấp dịch vụ tới thiết bị của khách hàng.
Điển hình là hệ thống cáp đồng trục kết hợp với cáp quang (HFC- Hybrid
Fiber/Coax). Nó cung cấp cả dịch vụ số và tơng tự, dùng băng tần từ 0ữ50 MHz cho
đờng lên và từ 50ữ750 MHz cho hớng xuống và truyền khoảng 100 kênh video tơng
tự (6 MHz) với tín hiệu số, mỗi kênh sóng mang 6 HMz có thể đạt tốc độ 27 đến 38
Mb/s. 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 thì việc xây dựng một hệ thống mới là rất tốn kém.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
1.2 Giới thiệu các 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.
Theo hớng ứng dụng của các công nghệ 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.
Bảng 1.1: Các công nghệ DSL
Công
nghệ
Tốc độ
Khoảng cách

Truyền dẫn
Số đôi dây
đồng sử dụng
IDSL
144 Kb/s đối xứng
5km
1 đôi
HDSL
1,544Mb/s đối xứng
2,048Mb/s đối xứng
3,6 km 4,5 km
2 đôi
3 đôi
HDSL2
1,544Mb/s đối xứng
2,048 Mb/s đối xứng
3,6 km 4,5 km 1 đôi
SDSL
768kb/s đối xứng
1,544Mb/s hoặc
2,048 Mb/s một chiều
7 km
3 km
1 đôi
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
VDSL 26 Mb/s đối xứng
1352 Mb/s luồng
xuống
300 m 1,5 km
(tuỳ tốc độ)
1 đôi
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
1,5-2,3 Mb/s luồng lên
IDSL: (ISDN DSL) : Ngay từ đầu những năm 1980, ý tởng về một đờng dây thuê
bao số cho phép truy nhập mạng số đa dịch vụ tích hợp (ISDN) đã hình thành. DSL
làm việc với tuyến truyền dẫn tốc độ 160 Kb/s tơng ứng với lợng tải tin là 144 Kb/s
(2B+D). Trong IDSL, một đầu đấu nối tới tổng đài trung tâm bằng một kết cuối đờng
dây LT (Line Termination), đầu kia nối tới thuê bao bằng thiết bị kết cuối mạng NT
(Network Termination). Để cho phép truyền dẫn song công ngời ta sử dụng kỹ thuật
khử tiếng vọng. IDSL cung cấp các dịch vụ nh : Hội nghị truyền hình, đờng dây thuê
riêng (leased line), các hoạt động thơng mại, truy cập Internet/Intranet.
HDSL/HDSL 2: Cuối những năm 80, nhờ tiến bộ trong xử lý tín hiệu số đã thúc
đẩy sự phát triển của công nghệ đờng dây thuê bao số truyền tốc độ dữ liệu cao
HDSL (High data rate DSL). Công nghệ này sử dụng 2 đôi dây đồng để cung cấp dịch
vụ T1 (1,544 Mb/s), 3 đôi dây để cung cấp dịch vụ E1 (2,048 Mb/s) không cần bộ
lặp. Sử dụng mã đờng truyền 2B1Q tăng tỷ số bit/baud thu phát đối xứng; mỗi đôi
dây truyền một nửa dung lợng tốc độ 784 Kb/s nên khoảng cách truyền xa hơn và sử
dụng kỹ thuật khử tiếng vọng để phân biệt tín hiệu thu phát. Khi nhu cầu truy nhập
các dịch vụ đối xứng tốc độ cao tăng lên, kỹ thuật HDSL thế hệ thứ 2 đã ra đời để đáp
ứng nhu cầu truyền T1, E1 chỉ trên một đôi dây đồng với một bộ thu phát nên có
nhiều u điểm : hoạt động ở nhiều tốc độ khác nhau, sử dụng mã đờng truyền hiệu quả
hơn mã 2B1Q, khoảng cách truyền dẫn xa hơn, chống nhiễu tốt hơn, có khả năng t-

ơng thích phổ với các dịch vụ DSL khác. Do sử dụng cả tần số thoại nên không cung
cấp đồng thời cả dịch vụ thoại nhng công nghệ này đợc sử dụng rộng rãi cho các dịch
vụ đối xứng trong mạng nội hạt thay thế các đờng trung kế T1, E1 mà không cần sử
dụng bộ lặp, kết nối các mạng LAN.
SDSL : Công nghệ DSL một đôi dây (Single pair DSL) truyền đối xứng tốc độ 784
Kb/s trên một đôi dây, ghép kênh thoại và số liệu trên cùng một đờng dây, sử dụng
mã 2B1Q. Công nghệ này cha có các tiêu chuẩn thống nhất nên không đợc phổ biến
cho các dịch vụ tốc độ cao. SDSL chỉ đợc ứng dụng trong việc truy cập trang Web, tải
những tệp dữ liệu và thoại đồng thời với tốc độ 128 Kb/s với khoảng cách nhỏ hơn
6,7 Km và tốc độ tối đa là 1024 Kb/s trong khoảng 3,5 Km.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
ADSL: Công nghệ DSL không đối xứng (Asymmetric DSL)đợc phát triển từ đầu
những năm 90 khi xuất hiện các nhu cầu truy nhập Internet tốc độ cao, các dịch vụ
trực tuyến, video theo yêu cầu... ADSL cung cấp tốc độ truyền dẫn không đối xứng
lên tới 8 Mb/s luồng xuống (từ tổng đài trung tâm tới khách hàng) và 16- 640 Kb/s
luồng lên (từ phía khách hàng tới tổng đài) nhng khoảng cách truyền dẫn giảm đi.
Một u điểm nổi bật của ADSL là cho phép khách hàng sử dụng đồng thời một đờng
dây thoại cho cả 2 dịch vụ : thoại và số liệu vì ADSL truyền ở miền tần số cao (4400
Hzữ1MHz) nên không ảnh hởng tới tín hiệu thoại. Các bộ lọc đợc đặt ở hai đầu mạch
vòng để tách tín hiệu thoại và số liệu theo mỗi hớng. Một dạng ADSL mới gọi là
ADSL lite hay ADSL không sử dụng bộ lọc đã xuất hiện từ đầu năm 1998 chủ yếu
cho ứng dụng truy cập Internet tốc độ cao. Kỹ thuật này không đòi hỏi bộ lọc phía
thuê bao nên giá thành thiết bị và chi phí lắp đặt giảm đi tuy nhiên tốc độ luồng
xuống chỉ còn 1,5 Mb/s. Công nghệ này đợc xem xét kỹ trong chơng 3.
VDSL: Công nghệ DSL tốc độ dữ liệu rất cao (Very high data rate DSL) là công
nghệ phù hợp cho kiến trúc mạng truy nhập sử dụng cáp quang tới cụm dân c. VDSL
truyền tốc độ dữ liệu cao qua các đờng dây đồng xoắn đôi ở khoảng cách ngắn. Tốc
độ luồng xuống tối đa đạt tới 52 Mb/s trong chiều dài 300 m. Với tốc độ luồng xuống
thấp 1,5 Mb/s thì chiều dài cáp đạt tới 3,6 Km. Tốc độ luồng lên trong chế độ không

đối xứng là 1,6- 2,3 Mb/s. Trong VDSL, cả hai kênh số liệu đều hoạt động ở tần số
cao hơn tần số sử dụng cho thoại và ISDN nên cho phép cung cấp các dịch vụ VDSL
bên cạnh các dịch vụ đang tồn tại. Khi cần tăng tốc độ luồng xuống hoặc ở chế độ đối
xứng thì hệ thống VDSL sử dụng kỹ thuật xoá tiếng vọng. ứng dụng công nghệ VDSL
trong truy cập dịch vụ băng rộng nh dịch vụ Internet tốc độ cao, các chơng trình
Video theo yêu cầu.
1.3 Tình hình triển khai xDSL trên thế giới
Trên thế giới hiện nay có khoảng 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 kỷ 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 trờng
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.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
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 d-
ơng
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
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
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
Hình 1.2 Số thuê bao DSL trên thế giới
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 E1 của 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.
Hiện nay VDC đang có kế hoạch triển khai mạng DSL tại năm tỉnh thành là Hà
nội, TP HCM, Đà Nẵng, Đồng Nai, Bình Dơng. Theo dự kiến, trong giai đoạn đầu
mới triển khai mạng thì các khách hàng chủ yếu sẽ là các thuê bao kênh thuê riêng
(leased) hoặc có nhu cầu tơng tự . Tuy nhiên, do mạng DSL chỉ có thể đáp ứng đợc
các thuê bao dới 2M nên ớc tính số thuê bao leased đến năm 2003 có thể nh bảng 1.3.
Khi triển khai trên thực tế có thể số lợng thuê bao còn cao hơn nhiều do mức giá thuê
bao và cài đặt DSL có thể thấp hơn mức giá leased line truyền thống. Chi phí đầu t
cho dự án này khoảng 700.000 USD.
Bảng 1.3 Dự kiến số lợng thuê bao xDSL theo số lợng thuê bao leased line
2001 2002 2003
Lease
d (64-
2M)
D
SL
Lease
d (64-
2M)
D
SL
Leased
(64-2M)

D
SL
Hà Nội 88 14 250 38 1203 181
TP HCM 135 21 355 5
4
1198 180
Đà Nẵng 9 2 36 6 81 13
Đồng
Nai
7 2 22 4 51 8
Bình D-
ơng
5 1 14 3 36 6
Tổng số 244 40 678 105 2569 388
Tại Hà Nội phơng án triển khai dịch vụ truyền hình cáp sử dụng công nghệ
ADSL/VDSL cũng đã đợc xây dựng với số thuê bao dự kiến là :
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
Bảng 1.4 Dự kiến số lợng thuê bao truyền hình cáp
Năm
2002
Năm
2003
Năm
2004
Năm 2005 Năm 2010
Nhu cầu 71.000 142.000 213.000 50% số hộ dân HN 90%số hộ dân HN
Dự
kiến triển
khai thực

tế
20.000 50.000 100.000 50% số hộ dân HN
90% số hộ dân
HN và một số hộ
tỉnh lân cận
Bởi vậy, việc nắm bắt kiến thức cơ bản, khả năng ứng dụng của công nghệ xDSL là
điều rất cần thiết trong giai đoạn hiện nay.
1.4 So sánh đánh giá về mạng truy nhập có sử dụng công nghệ xDSL khác
nhau
Qua xem xét ở trên ta nhận thấy rằng mỗi loại kỹ thuật DSL có những tính năng,
đặc thù và điểm mạnh, điểm yếu riêng. Tuy nhiên việc áp dụng chúng sao cho phù
hợp là một vấn đề cần xem xét.
Trong phần này ta chỉ xem xét 3 loại chủ yếu là HDSL, ADSL và VSDL. Còn
SDSL có thể coi là một loại HDSL đợc đơn giản hoá. Về nguyên tắc SDSL hoàn toàn
giống HDSL nhng chỉ chạy trên một đôi dây và tốc độ cũng chỉ bằng một nửa HDSL
Trong các loại kỹ thuật DSL thì HDSL là có cấu trúc đơn giản hơn cả. HDSL chỉ là
đờng truyền điểm nối điểm đơn thuần, không ghép thêm kênh thuê bao thoại nh
ADSL và VDSL. Nh vậy băng tần mà HDSL sử dụng cũng nhỏ hơn và đơn giản hơn
so với các loại khác. Thông thờng khi sử dụng trên 2 đôi sợi với tốc độ T1 hoặc 3 đôi
sợi với tốc độ E1, mã đờng truyền là 2B1Q thì băng tần HDSL trong khoảng 0 đến
392kHz. Trờng hợp sử dụng mã CAP băng tần này rút gọn xuống chỉ còn 230kHz.
+ ở ADSL băng tần sử dụng phải chia thành 2 hoặc 3 phần.
ADSL không sử dụng phơng pháp khử tiếng vọng thì sẽ phải chia thành các
băng tần
0-4kHz cho kênh thoại
25-200kHz cho đờng truyền về phía tổng đài
>200kHz cho đờng truyền phía thuê bao
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
ADSL sử dụng phơng pháp khử tiếng vọng thì băng tần đờng truyền tới tổng đài

và tới thuê bao sẽ có phần chung nhau.
+ ở VDSL băng tần đợc chia thành các dải:
0-4 kHz dùng cho kênh thoại
4-80 kHz dùng cho ISDN
300-700 kHz cho đờng truyền về phía tổng đài
>1000 kHz cho đờng truyền tới thuê bao
Cũng chính nhờ có sự phân bố về băng tần nh vậy mà các kỹ thuật ADSL và VDSL
có thể cung cấp một kênh thoại độc lập cho khách hàng do vậy việc tận dụng các đ-
ờng thuê bao điện thoại từ trớc có ý nghĩa rất lớn.
Nh chúng ta đã biết ở cáp đồng tín hiệu có tần số càng cao thì suy hao càng lớn.
Để khắc phục nhợc điểm này chỉ có cách giảm điện trở của cáp tuy nhiên việc này
cũng có thể đồng nghĩa với tăng tiết diện cáp. Nhng bán kính cáp không thể tăng quá
cao đợc do hiệu quả về mặt giá thành do đó chúng ta phải chấp nhận việc sử dụng các
kỹ thuật xDSL sẽ phải có giới hạn về mặt khoảng cách. Chính khả năng về khoảng
cách truyền dẫn cũng đánh giá phần nào cho việc lựa chọn kỹ thuật nào sao cho thích
hợp với điều kiện thực tế. Đồng thời các kỹ thuật xDSL đều truyền các tín hiệu số
nhiều mức, nh vậy sẽ giảm một lợng đáng kể các tần số cao phải sử dụng cho việc
điều chế tín hiệu.
Trong các cấu trúc mạng truy nhập sử dụng kỹ thuật xDSL chỉ có HDSL phải sử
dụng hơn 1 đôi cáp đồng, việc này gây nhiều khó khăn trong việc lắp đặt và sử dụng
hơn so với các loại kỹ thuật xDSL khác. Đây cũng chính là nhợc điểm lớn nhất của
HDSL so với các kỹ thuật DSL khác. Tuy nhiên HDSL có khả năng truyền dẫn hoàn
toàn đối xứng, tính chất này chỉ có ở SDSL và một phần trong VDSL. Chính vì tính
chất này nên HDSL có thể sử dụng trong các dịch vụ yêu cầu cả hai hớng truyền có
dung lợng nh các đờng truyền giữa máy tính chủ và mạng điện thoại, giữa các mạng
LAN, WAN với nhau hoặc làm trung kế cho 2 tổng đài. Ngợc lại các nh ADSL và
VDSL chỉ sử dụng trên một đôi dây nhng lại truyền không đối xứng giữa 2 chiều nên
sử dụng nhiều trong các dịch vụ thiên về truy nhập một chiều chính nh Internet,
Video theo yêu cầu, Hội nghị truyền hình
Kết luận: Nh vậy việc sử dụng các kỹ thuật xDSL sẽ là một giải pháp cho mạng

truy nhập trong thời gian tới. Với lợi thế tận dụng mạng lới cáp đồng đang tồn tại
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
rộng khắp trên thế giới không đòi hỏi vốn đầu t ban đầu quá lớn với các kỹ thuật 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 hiện nay. ADSL và SDSL chỉ sử dụng một đôi cáp đồng do
đó rất tiện lợi khi áp dụng vào mạng truy nhập mà không phải lắp đặt thêm các đôi
dây khác. Sử dụng modem ADSL mạng có thể cung cấp trong phạm vi rộng cả băng
tần đối xứng và không đối xứng, đồng thời cung cấp một đờng dẫn có thể phát triển
trong tơng lai với dịch vụ băng tần cao. Vậy với việc áp dụng kỹ thuật ADSL vào
mạng truy nhập chúng ta sẽ có giải pháp trung gian khi cung cấp hoặc giảm bớt chi
phí mà vẫn có thể truy nhập tốc độ cao. Trong chơng 2 ta sẽ nghiên cứu cơ sở kỹ
thuật của công nghệ ADSL.
Chơng 2: Cơ sở của Công nghệ aDSL

2.1 Giới thiệu chung về cáp xoắn đôi
Cáp xoắn đôi là phơng tiện truyền dẫn của tín hiệu xDSL, vì vậy trớc khi đi sâu vào
nghiên cứu công nghệ ADSL ta sẽ xem xét các trở ngại khi truyền dẫn tín hiệu trên
cáp và các phơng thức truyền dẫn song công để có thể tận dụng tối đa các đôi cáp.
Cáp xoắn đôi đợc tạo bởi hai dây dẫn đợc xoắn quanh nhau. Do các dây là gần
nhau về mặt vật lý và giống nhau về mặt hình học nên sự ảnh hởng từ bên ngoài đến
hai dây là hoàn toàn giống nhau. Nếu một bộ thu chỉ quan tâm đến sự chênh lệch điện
áp giữa hai dây thì ảnh hởng từ bên ngoài sẽ bị loại bỏ.
Các đôi dây xoắn đôi thờng đợc bó trong một bó cáp (nhiều đôi dây xoắn đôi trong
một vỏ cáp), các cáp phổ biến trong mạch vòng thuê bao chứa từ 25 đến 100 đôi
chúng đợc phân biệt với nhau bởi mã màu, gần ngoài vỏ có thể có lớp bọc kim loại đ-
ợc nối đất để giảm nhiễu từ bên ngoài. Các đôi dây thờng đợc sử dụng dựa theo thiết
kế của AWG (American Wire Gauge), phổ biến nhất trong các ứng dụng DSL là 24
và 26 AWG.

Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
2.1.1 Các trở ngại khi truyền tín hiệu trên cáp xoắn đôi
Cáp xoắn đôi là một phơng tiện truyền tín hiệu POST rất có hiệu quả. Tín hiệu có
tần số thấp có khả năng chống nhiễu tốt với các nhân tố bên ngoài (nhờ đặc tính xoắn
đôi của cáp) nhng khi truyền tín hiệu số với tốc độ cao thì gặp phải rất nhiều khó
khăn là bởi vì khi đó có nhiều yếu tố tác động đến tín hiệu điển hình là nhiễu, xuyên
âm, v v, không còn tuyến tính làm ảnh hởng đến tốc độ đờng truyền.
Với một phơng tiện truyền dẫn thì điều quan tâm đầu tiên đó là nó có thể truyền
với tốc cao nhất là bao nhiêu. Về mặt định tính thì có thể nhận thấy rằng băng thông
của phơng tiện truyền dẫn có ảnh hởng lớn đến tốc độ truyền tín hiệu và với băng
thông của cáp xoắn đôi thì có khả năng đáp ứng đợc tốc độ tín hiệu đến Mb/s đó
chính là yếu tố tạo ra thành công của xDSL. Do xuyên âm và suy hao tín hiệu tăng
theo tần số, tần số càng cao thì xuyên âm càng lớn vì thế không thể tăng tốc độ chỉ
đơn giản là tăng tốc độ tín hiệu mà phải có sự thoả hiệp giữa tốc độ tín hiệu và số
mức tín hiệu. Để đánh giá hiệu quả của sự thiết kế, ngời ta đa ra khái niệm hiệu suất
phổ nó chính là tỷ số giữa tốc độ số liệu R(b/s) và độ rộng băng tần cần thiết để phân
phát nó B (Hz). Hiệu suất phổ đợc ký hiệu là =R/B (b/s/Hz), đối với tần số Nyquist thì
=2B/B=2b/s/Hz nhng thực tế thì hiệu suất này giảm xuống còn 1,5 do cách thực hiện
bộ lọc có đáp ứng tần số Nyquit là khác so với lý thuyết. Có nhiều phơng pháp để
nâng cao hiệu suất phổ, một phơng pháp phổ biến và có hiệu quả là nâng số mức tín
hiệu trong một ký tự đợc mã hoá và đó là nội dung của các phơng pháp mã hoá tiến
bộ.
Theo Shannon thì dung lợng của kênh đợc thể hiện theo công thức sau:
C=B log
2
(1+S/N) b/s
Từ công thức ta thấy khả năng thông qua của kênh phụ thuộc vào độ rộng băng tần
của kênh B và tỷ số tín hiệu trên tạp âm S/N, của tín nếu băng thông của kênh càng
lớn thì tốc độ cho qua của kênh càng lớn và truyền tín hiệu với tốc độ càng cao nhng

khi tốc độ tín hiệu cao sẽ xuất hiện suy hao và xuyên âm đủ lớn cộng với nhiễu nền
lớn làm cho S/N giảm gây nhiều lỗi bit làm giảm tốc độ tín hiệu vì vậy cũng phải có
sự thoả thuận giữa độ rộng băng hiệu và tốc độ. Để tăng độ rộng băng cần phải giảm
khoảng cách hoặc chất lợng đờng dây phải tốt để giảm suy hao và xuyên âm cũng có
thể áp dụng các phơng pháp mã hoá chống lỗi tiên tiến để cải thiện S/N.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
a. ảnh hởng về điện
Trong môi trờng tốc độ cao các đặc tính về điện có ảnh hởng rất lớn đến đờng
truyền, đây là đặc tính vốn có của tín hiệu điện nhng nó chỉ biểu hiện rõ khi năng l-
ợng và tần số tín hiệu cao. Các ảnh hởng có thể kể đến nh xuyên âm, nhiễu điện từ,
nhiễu xung, nhiễu nhiệt , và nó là các tác nhân từ bên ngoài.
Nh ta đã biết một hiện tợng rất quan trọng của tín hiệu điện đó là hiện tợng cảm
ứng điện từ (gây ra tín hiệu giống nh nó ở vật dẫn điện đặt gần nó), hiện tợng này
biểu hiện rất rõ khi tần số của tín hiệu điện càng cao và khoảng cách giữa các dây dẫn
càng nhỏ. Trong truyền dẫn thoại các đôi dây phía tổng đài đợc đặt sát nhau trong
một bó cáp còn phía thuê bao thì chúng đợc tách ra để đi đến từng nhà thuê bao,
chính điều này đã tạo ra xuyên âm trong các đôi dây.
*Xuyên âm : là hiện tợng cảm ứng điện từ xảy ra giữa các đôi dây truyền tín hiệu
điện khi chúng đợc đặt gần nhau. Dòng điện cảm ứng có thể cùng chiều hoặc ngợc
chiều với dòng điện sinh ra nó. Xuyên âm đợc chia ra làm hai loại đó là xuyên âm
đầu gần (NEXT) và xuyên âm đầu xa (FEXT), trong mỗi loại lại đợc phân biệt bởi
xuyên âm trong cùng một kỹ thuật (nh giữa các đờng ADSL với nhau) và đợc gọi là
tự xuyên âm, xuyên âm từ các kiểu kỹ thuật khác nhau nh xuyên âm giữa ADSL và
ISDN. Biểu diễn của NEXT và FEXT nh hình vẽ 2.1

Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Tín hiệu
xuyên âm
đầu xa

Tín hiệu
xuyên âm
đầu gần
Bộ thu phát phía
tổng đài
Bộ thu phát
từ xa
Bộ thu phát
từ xa
TX
RX
TX
RX
Tín hiệu được
phát
Cáp xoắn
đôi
Hình 2.1 Tín hiệu NEXT và FEXT
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
NEXT là xuyên âm mà dòng điện cảm ứng ngợc chiều với dòng điện sinh ra nó,
nghĩa là khi nó đợc tạo ra nó sẽ đi ngay vào bộ thu ở gần bộ phát (nguồn xuyên âm)
điều này làm cho nó có ảnh hởng rất lớn đến chất lợng tín hiệu thu và đây cũng là vấn
đề quan tâm lớn nhất của nhà cung cấp thiết bị khi đa ra các tuỳ chọn về tốc độ.
FEXT là xuyên âm mà dòng điện cảm ứng sinh ra cùng chiều với dòng điện sinh ra
nó nghĩa là tín hiệu xuyên âm phải truyền trên đờng truyền để đến bộ thu ở đầu xa,
do khi truyền nó bị suy yếu nên ảnh hởng của FEXT mạnh không bằng NEXT.
Ta thấy FEXT phụ thuộc vào chiều dài đờng dây. Cả FEXT và NEXT đều tăng
theo tần số thoại chỉ đợc thiết kế cho truyền ở tần thấp (các dịch vụ POST).
ảnh hởng của điện chủ yếu là xuyên âm (đã đợc xét ở trên) bên cạnh đó đáng chú
ý là nhiễu, nhiễu bao gồm:

*Nhiễu tần số vô tuyến : Các đờng dây xoắn đôi cân bằng chỉ 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 trắng : Nhìn chung có rất nhiều nguồn tạp âm và khi không thể xét riêng
từng loại ta có thể coi chúng tạo ra một tín hiệu ngẫu nhiên duy nhất với phân bố
công suất đều ở mọi tần số. Tín hiệu này đợc gọi là tạp âm trắng. Tạp âm nhiệt gây ra
do chuyển động của các electron trong đờng dây có thể coi nh tạp âm trắng có phân
bố Gauss đợc gọi là tạp âm trắng Gauss 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 xung : thờng xảy ra trong thời gian ngắn (từ vài s tới vài ms) nhng có ảnh
hởng lớn do cờng độ lớn, nguồn nhiễu này chủ yếu là do sự bật tắt của các thiết bị
điện, sét
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
b. ảnh hởng về vật lý
Bên cạnh các ảnh hởng về điện thì ảnh hởng về mặt vật lý cũng quyết định nhiều
đến tốc độ đờng truyền mà đòi hỏi sự quan tâm không kém. ảnh hởng về mặt vật lý
xuất phát từ đặc tính của cáp là đợc dùng để truyền tín hiệu thoại với sự giới hạn về
độ rộng băng (tần số từ 0 đến 4 kHz) và để mở rộng khoảng cách ngời ta đã thêm vào
các cuộn gia cảm nó có tác dụng làm giảm ảnh hởng của điện dung ở tần số thấp làm
giảm suy hao nhng những cuộn gia cảm này thực tế lại hoạt động nh một bộ lọc

thông thấp, do đó nó ngăn cản truyền dẫn số ở tần số cao của đôi dây đồng và vì vậy
cần phải loại bỏ nó trớc khi cung cấp các dịch vụ tốc độ cao.

Không sử dụng
cuộn gia cảm
sử dụng
cuộn gia cảm
0.4
1.2
2.0
suy hao dB/km
0.4 3.0 1.2 2.4
Tần số (kHz)
Hình 2.2: Mạch vòng có và không sử dụng cuộn gia cảm
Bên cạnh đó khi cung cấp dịch vụ thoại để thuận lợi cho việc kéo cáp đến các hộ
gia đình ngời ta đã dự phòng các hớng cáp (nhiều hớng đợc xuất phát từ cùng một
dây ở phía tổng đài) và khi một hớng đợc sử dụng thì các hớng còn lại do bị để hở
nên khi truyền tín hiệu tốc độ cao thì sẽ bị ảnh hởng của tín hiệu phản xạ, do tín hiệu
phản xạ này cũng đợc truyền đến cả bộ phát và bộ thu và điều này hạn chế tốc độ cao.

CO Khách hàng
Cầu nối rẽ
Hình 2.3 Cầu nối rẽ và ảnh hưởng của nó
để hở
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Hình 2.2 Mạch vòng có và không có sử dụng cuộn gia cảm
Hình 2.3 Cầu nối rẽ và ảnh hởng của nó
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
Để mở rộng khoảng cách ngời ta còn nối nhiều kích thớc dây khác nhau điều này
tạo ra các mối nối và đoạn nối này có thể làm mất tính đối xứng của cáp cân bằng (dù

là rất ngắn) và tạo điều kiện cho sự thâm nhập của nhiễu từ bên ngoài làm giảm
truyền tín hiệu tốc độ cao. Kích thớc các dây khác nhau làm mất tính phối hợp trở
kháng và tạo ra sự phản xạ tín hiệu nó góp phần cản trở tăng tốc độ truyền, ảnh hởng
của môi trờng cũng cản trở tốc độ truyền (ví dụ sự xâm nhập của nớc tạo ra sự ô xi
hoá làm tăng điện trở làm suy hao tín hiệu tăng lên và có thể không còn đáp ứng đợc
các yêu cầu của xDSL). Cách bố trí dây trong nhà của khách hàng cũng ảnh hởng đến
tốc độ của ADSL.
Nh vậy một đờng truyền bị ảnh hởng của rất nhiều yếu tố cả bản thân của nó cũng
nh các ảnh hởng từ bên ngoài điều này đòi hỏi trớc khi truyền tín hiệu tốc độ cao cần
phải có sự kiểm tra các thông số của đờng truyền thông qua các phơng pháp đo đạc
hiện đại.
2.1.2 Các phơng pháp truyền dẫn song công.
Trong các hệ thống truyền dẫn để tiết kiệm chi phí ban đầu cũng nh tối u hoá việc
thực hiện trong thực tế, ngời ta đã tận dụng số lợng các đôi dây dẫn để truyền tín hiệu
trong các hệ thống song công hoàn toàn. Có nhiều phơng pháp để có thể thực hiện
truyền song công tiêu biểu là các phơng pháp sau hay đợc dùng trong các hệ thống
xDSL.
Truyền dẫn song công dùng bộ triệt tiếng vọng, sơ đồ nh hình vẽ 2.4
Phần kênh truyền đợc gọi là đờng truyền hai dây, phần thuộc bộ phát và bộ thu đợc
gọi là phần 4 dây nh trên hình vẽ sự chuyển đổi từ hai dây sang 4 dây đợc gọi là
Hybrid. Tín hiệu đi qua cầu sai động (hybrid), một phần tín hiệu vòng lại đầu thu do
mạch hybrid không hoàn hảo (gọi là tín hiệu ECHO-tiếng vọng). Bộ lọc số thích ứng
ADF (adaptive digital filter) đợc sử dụng có chức năng tạo ra một bản sao của tín
hiệu tiếng vọng (tạo ra đợc là nhờ làm trễ tín hiệu phù hợp với độ trễ của tiếng vọng
và nó có thể điều chỉnh đợc cả độ lớn của tín hiệu) và tiếng vọng bị triệt hoàn toàn
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Hình 2.4 Phân tách tín hiệu lên xuống bằng phơng pháp khử tiếng vọng
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
bằng cách trừ bản sao này với tín hiệu vọng thực tế đờng hồi tiếp sau bộ cộng tác
động vào bộ lọc thích ứng nhằm có tác dụng tự động điều chỉnh độ trễ và mức độ tín

hiệu.
Hybrid có nhiều thiết kế khác nhau, có thể dùng biến áp (để loại bỏ Echo đợc dự
đoán trớc), có thể dùng các bộ lọc số hay tơng tự, hoặc dùng các bộ lọc thích ứng để
đánh giá Echo và điều chỉnh để thực hiện loại bỏ. Hầu hết các hệ thống số liệu tốc độ
cao dùng bộ lọc thích ứng nh hình vẽ ở trên.
Hybrid đợc dùng phổ biến đối với hệ thống thoại, ISDN, HDSL, đôi khi cả với
ADSL. Các hệ thống tốc độ cao không dùng Hybrid (ví dụ nh VDSL) do chúng yêu
cầu các bộ lọc phức tạp và trớc đó phải có sự chuyển đổi Analog sang Digital, chịu
ảnh hởng lớn của tự xuyên âm đầu gần, nó tăng theo tần số vì thế mà đối với kỹ thuật
đối xứng thờng không đợc thực hiện do phạm vi chồng lấn phổ tần quá lớn. Thay vào
đó các hệ thống này sử dụng FDM hay TDM. Phổ tần của hệ thống ADSL sử dụng
ECHO nh hình vẽ 2.5.
Hình 2.5 Phổ trong phơng pháp Echo đối với ADSL
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 FDM hay đợc sử dụng trong các Modem CAP, chúng 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, vì vậy mà số lợng kênh trong hệ
thống DMT trong hớng xuống bị giảm nhỏ và không đạt đợc tốc độ cao nh trong ph-
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Hình 2.6 FDM hoàn toàn song công
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
ơng pháp Echo. Nhng có thể trộn nhiều dịch vụ có tốc độ khác nhau (nh đối xứng,
không đối xứng, tốc độ cao, tốc độ thấp).
2.2 Lịch sử phát triển của các Modem tơng tự
Trớc khi đi vào chi tiết các kỹ thuật mà ADSL sử dụng ta điểm qua các kỹ thuật
mà các modem thế hệ trớc đã sử dụng và tốc độ mà chúng đã đạt đợc.
Modem là từ ghép của hai từ viết tắt đó là MOdulation và DEModulation, nó cho
phép hai thiết bị số (máy tính, ) thông tin với nhau qua mạng PSTN. Các modem có
nhiệm vụ chuyển đổi các luồng số sang các tín hiệu điện trong băng tần thoại (4 kHz)

cho phép chúng truyền đợc qua mạng điện thoại và đầu còn lại sẽ chuyển đổi ngợc lại
để truyền tới máy tính.
Các modem thế hệ đầu chỉ sử dụng các kỹ thuật điều chế đơn giản nh FSK
(frequency shift keying: Dùng hai sóng mang để biểu diễn các trạng thái 0 và 1 của
tín hiệu, gây lãng phí băng tần, nhng có khả năng chống nhiễu tốt), QPSK
(Quadrature phase shift keying: Hai sóng mang ở cùng tần số và vuông pha với nhau.
Mỗi sóng mang điều chế một luồng bit riêng sau đó đợc cộng lại. Hai luồng bit xen
kẽ nhau trong số liệu gốc), và không có sửa lỗi trớc nên tốc độ đạt đợc không cao nh
V21 chỉ có tốc độ 300 b/s và V22 2,4 kb/s. V32 đã sử dụng mã hoá lới và thêm bộ
triệt tiếng vọng nên tốc độ đã đạt đợc 14,4 kb/s. Các modem thế hệ tiếp theo nhờ có
sự kết hợp giữa các kỹ thuật sửa lỗi trớc và kỹ thuật mã hoá tiến bộ nên đã đạt đợc tốc
độ cao hơn nhiều so với các modem thế hệ đầu. V34 đã kết hợp mã hoá sửa lỗi trớc
(FEC) và mã hoá QAM (đợc gọi chung là mã hoá TCM) nên tốc độ đã đạt đợc ban
đầu là 19,2 kb/s, 24 kb/s và hiện nay có thể đến 28,8 kb/b thậm chí đến 33,6 kb/s.
Phiên bản 33,6 kb/s có hiệu suất phổ là 10 b/s/Hz. Một đặc điểm chính về hoạt động
của chúng trong mạng PSTN đợc chỉ ra nh hình vẽ 2.7.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Đồ án tốt nghiệp Mục lục

ADC
DAC
DAC
ADC
Mạng thoại
64 Kbit/s digital
CO CO
Modem
khách hàng
Modem
Server

Analog Analog
Data
Data
Mạch vòng
thuê bao
3.1Cấu trúc hoạt động của modem băng tần thoại
PC
ISP

Khách hàng truy nhập Internet qua modem tại nhà riêng, dữ liệu từ máy tính qua
modem đợc chuyển đổi thành tín hiệu analog để đợc truyền qua mạch vòng thuê bao
tới tổng đài nội hạt. Tại đây, tín hiệu analog lại đợc lấy mẫu, mã hoá thành tín hiệu số
64 Kbit/s. Bộ chuyển đổi ADC này gây ra nhiễu lợng tử và giới hạn tốc độ số liệu nhị
phân xuống khoảng 30 Kbit/s. Luồng số liệu 64 Kbit/s tạo ra ở tổng đài đợc truyền
qua mạng điện thoại và đợc biến đổi ngợc lại thành dạng tín hiêụ analog ban đầu,
truyền qua một mạch vòng thuê bao khác tới modem server. Tại đây, lại diễn ra quá
trình chuyển đổi ADC để truyền thông tin số liệu tới nhà cung cấp dịch vụ Internet.
Luồng số liệu từ ISP tới khách hàng cũng đi qua đờng truyền đối xứng với luồng lên
nh hình vẽ nghĩa là cũng bị hạn chế bởi bộ chuyển đổi ADC tại tổng đài kết cuối ISP
nên lu lợng hớng xuống cũng bị giới hạn khoảng 30 Kbit/s. Tuy nhiên hiện nay đờng
truyền từ các modem server của ISP tới CO đợc số hoá nên có thể bỏ qua bộ ADC và
modem server tạo ra luồng tín hiệu số 64 Kbit/s gửi tới tổng đài kết cuối của thuê
bao. Bộ DAC ít bị suy hao và do đó thuê bao có thể nhận số liệu tốc độ 64 Kbit/s h-
ớng xuống. Trên thực tế, do DAC ở tổng đài phía thuê bao không tuyến tính và có tạp
âm nên tốc độ hớng xuống đạt 56 Kbit/s. Đây chính là cấu trúc của modem V.90,
truyền dữ liệu tốc độ 56 kbit/s không đối xứng và phụ thuộc vào việc đầu cuối có bộ
kết nối số hay không. Cả hai kỹ thuật modem V.34 và V.90 đều có hiệu suất sử dụng
phổ tần vợt quá con số 10 bit/s/Hz. Tuy nhiên hiệu suất này chỉ đạt đợc khi chất lợng
đờng dây cho phép, tỷ số S/N trong khoảng 34ữ38 dB, nếu không nó sẽ tự động
chuyển về tốc độ thông thờng.

Đối với modem 56K thì nó yêu cầu một đầu kết cuối phải ở dạng số nh chỉ ra trong
hình 2.8.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
Hình 2.8 Kết nối của modem 56 K
Mỗi chiều 56/64 kb/s
Đoạn nối số
56 kb/s
33,6 kb/s
Mạch vòng analog
PSTNISP
Modem
56K
PC
Hình 2.7 Cấu trúc hoạt động của Modem băng tần thoại
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
Nhờ phía còn lại là truyền dẫn số nên loại bỏ bớt nhiễu, do truyền dẫn trên mạch
vòng nội hạt không có đầy đủ các yêu cầu để cho phép mã hoá PCM với 8 bit/ từ mã,
ngời ta loại bỏ một bit đối với sự thực hiện trong modem và tốc độ giới hạn là
7x8.000=56 kb/s. Chiều xuống do chỉ chịu ảnh hởng của chuyển đổi từ số sang tơng
tự nên ảnh hởng của nhiễu lợng tử hầu nh không có và tốc độ có thể đạt đợc 56 kb/s
còn chiều lên do ảnh của chuyển đổi từ analog sang digital nên bị ảnh hởng lớn của
nhiễu lợng tử vì thế tốc độ đạt đợc thấp hơn chiều lên, cao nhất là 33,6 kb/s.
ISDN đã sử dụng mã hoá 2B1Q để làm giảm tốc độ Baud và tốc độ có thể đạt đợc
144 kb/s (nhng chỉ có 128 kb/s là thông tin khách hàng sử dụng), tốc độ này đã cao
hơn nhiều so với các modem ở trên nhng vẫn cha thoả mãn truyền các dịch vụ đa ph-
ơng tiện.
Tóm tắt các đặc tính của các modem băng tần thoại nh chỉ ra trong bảng 2.1.
Năm Tên modem Kỹ thuật Độ rộng băng Tốc độ
196
4

V.21 FSK 300 kb/s
196
8
V.22 QPSK 2,4 kb/s
197
6
V.29 16-QAM 2,4 kHz 9,6 kb/s
198
4
V.32 TCM 2,4 kHz 14,4 kb/s
199
4
V.34 TCM 3,4 kHz 28,8/33,6 kb/s
V.90 TCM 3,4 kHz 56 kb/s
Đặc điểm chung của các modem băng tần thoại là hoạt động trên nguyên tắc kết
nối đầu cuối tới đầu cuối (end-to-end) thông qua mạng PSTN và cũng là điểm khác
biệt cơ bản so với kỹ thuật xDSL chỉ hoạt động trên mạch vòng thuê bao. Những
modem này hoạt động ở băng tần dới 4 KHz nên tốc độ truyền bị giới hạn chỉ có khả
năng cung cấp các dịch vụ tốc độ thấp và không cung cấp dịch vụ thoại đồng thời.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43

x










Hình 2.10 Cách thực hiện của QAM
Biên độ sin
Điều chế
4bits đầu vào
4bits đầu ra
Biên độ cos

Biên độ sin
x
Bảng 2.1 Các đặc tính của modem băng tần
thoại
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
ADSL khác với các modem băng tần thoại là sử dụng băng tần cao hơn rất nhiều
so với phổ tần cho thoại, phổ tần của nó đạt tới MHz. Đồng thời áp dụng các phơng
pháp mã hoá tiến bộ kết hợp với sửa lỗi trớc, tận dụng các tiến bộ trong xử lý tín hiệu
số.
2.3 Cơ sở kỹ thuật của ADSL
2.3.1 Các phơng pháp điều chế
Trong các hệ thống truyền dẫn để truyền đợc tín hiệu đi xa, có khả năng bức xạ tín

hiệu vào không gian và để tăng tốc độ truyền dẫn ngời ta sử dụng các phơng pháp
điều chế tín hiệu, điều chế là một khái niệm dùng để chỉ một phơng pháp sử dụng
một tín khác (sóng mang) để truyền tín hiệu gốc (tín hiệu điều chế). Tín hiệu sóng
mang có tần số cao và công suất đủ lớn đợc sử dụng để điều chế tín hiệu. Tín hiệu
gốc sẽ làm thay đổi tần số hoặc pha hoặc biên độ hoặc đồng thời nhiều tham số đó
của tín hiệu sóng mang, tơng ứng với chúng có các tên gọi riêng của phơng pháp điều
chế. Tín hiệu điều chế có thể là tín hiệu tơng tự hay tín hiệu số. Trong hệ thống
ADSL, ngời ta chủ yếu sử dụng hai phơng pháp chính đó là DMT và CAP. Chúng đều
đợc xây dựng trên cơ sở của điều chế biên độ cầu phơng vuông góc ( QAM ) vì vậy
để hiểu đợc DMT và CAP trớc tiên ta đi vào chi tiết của QAM.
2.3.1.1 Điều chế QAM (Quadrature Amplitude Modulation)
QAM là phơng pháp điều chế mà sóng mang là hai sóng sin và cosin có cùng tần
số. Các sóng này đợc gửi đồng thời trên một kênh và trạng thái của mỗi sóng (gồm cả
biên độ và pha) đợc sử dụng để truyền tải thông tin (các bit). ít nhất là một chu kỳ
của các sóng mang truyền tải một tập các bit trớc khi một tập các bit mới đợc truyền.
QAM đã đợc sử dụng từ lâu trong các modem băng tần thoại và cũng đợc dùng trong
modem V34.
Trong tín hiệu QAM thì tập các bít đợc truyền trong một ký hiệu, mỗi ký hiệu có
gồm 2 bit, 4 bit, 6 bit, , t ơng ứng với phơng pháp điều chế có tên gọi là 4 QAM, 16
QAM, 64 QAM , do chúng có 4 điểm, 16 điểm, 64 điểm trong sơ đồ chùm sao.
Chùm tín hiệu 16 QAM đợc chỉ ra trong hình 2.9.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43 N

x










Hình 2.10 Cách thực hiện của QAM
Biên độ sin
Điều chế
4bits đầu vào
4bits đầu ra
Biên độ cos

Biên độ sin
x
Đồ án tốt nghiệp Mục lục


I
Q
2
0
E

0000 0001 0011 0010
1000 1001 1011 1010
1100 1101 1111
0100
1110
0101 0111 0110
Hình 3.3 Chùm tín hiệu 16-QAM
Khi bên thu thu đợc một ký tự QAM, do quá trình truyền mà vị trí của symbol này
đã bị thay đổi so với phía phát và vì vậy bên thu sẽ chọn điểm gần nhất (trong phân
bố chùm sao) với symbol nhận đợc. Hình vẽ 2.10 minh hoạ cách hoạt động trong
QAM.
Sơ đồ khối của bộ điều chế QAM nh hình vẽ 2.10, nhánh chứa dạng sóng cosin đ-
ợc gọi là nhánh đồng pha (in phase), biên độ của cosin đợc gọi là thành phần đồng
pha I, nhánh chứa sin đợc gọi là nhánh vuông pha (quadrature branch), biên độ sin đ-
ợc gọi là thành phần vuông pha Q

Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43 N
Biên độ cos










x

Hình 2.10 Cách thực hiện của QAM
Giải điều chế
y
Biên độ sin
Điều chế
4bits đầu vào
4bits đầu ra
Biên độ cos

Biên độ sin
Gửi trên kênh
và thu được
Một dạng sóng
xác định
xác định
một điểm
y
Tìm điểm đúng
gần nhất
Chiếu tới

một điểm
x
x
Hình 2.9 Chùm tín hiệu 16QAM
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
Các bit đầu vào đợc sắp xếp vào các điểm có toạ độ (x,y), vì vậy mà dạng sóng đợc
truyền có dạng
v(t)=xcos(t)+ysin(t)
Sự trực giao giữa sóng sin và cosin cho phép chúng truyền số liệu đồng thời trên
một kênh. Xét trong một chu kỳ sự trực giao đợc minh hoạ theo công thức

0
2
cos
2
sin
0
=

dt
tt





ở đây là chu kỳ của sin và cosin, do tính trực giao mà các hàm sin và cosin còn đ-
ợc gọi là các hàm cơ bản.
Sơ đồ khối của bộ giải điều chế nh hình vẽ 2.12

Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43
E
Giá trị dự đoán y


0
d t
d
Bộ tạo sóng
cosin
Bộ tạo sóng
sin
X
X
Dạng sóng
thu được
Nhánh I
Nhánh Q

Giá trị dự đoán x
A
B
C
Tìm
điển
gần
nhất
D
Các bit đầu
ra
Hình 2.12 Bộ giải điều chế QAM
Nhánh Q
Nhánh I
Tập các
bit đầu
vào
Tạo ra các
giá trị
(x,y)
X
X
+
Dạng sóng
đầu ra
Giá trị x
Giá trị y
Bộ tạo sóng
sin
Bộ tạo sóng

cosin
Hình 2.11 Sơ đồ điều chế QAM
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
Nếu giả thiết rằng kênh không bị mất mát và bộ thu có định thời pha hoàn hảo khi
đó tại các điểm trên hình vẽ sẽ có các biểu thức cho mỗi ký tự thứ i
Tại điểm A: V
A
(t)=X
i
cos(t)+Y
i
sin(t)
ở đây X
i
là biên độ (cả dấu và độ lớn) của sóng cosin đợc mã hoá ở bộ phát và Y
i
là
biên độ (dấu và độ lớn) của sóng sin đợc mã hoá ở bộ phát. Sau khi chuyển qua các
khối nhân, ở điểm B, C tín hiệu nhận đợc có biểu thức
V
B
(t)=X
i
cos
2
(t)+Y
i
sin(t)cos(t)
V
C

(t)=X
i
cos(t)sin(t)+Y
i
sin
2
(t)
Sau đó các tín hiệu ở điểm B, C độc lập chuyển qua các khối tích phân. Các khối
này tích phân trên một chu kỳ và thiết lập lại sau mỗi ký tự khi đó tín hiệu tại điểm D,
E là
V
D
(t)=
( )
dttV
B


0
=
( ) ( ) ( )
dtttYtX
ii

+


0
2
]cossincos[

=X
i
/2
Cũng nh vậy ta có V
E
(t)=
( )
dttV
C


0
=Y
i
/2
Các giá trị ở đầu ra của bộ giải điều chế giúp lựa chọn vị trí trong bản đồ chùm sao
của bộ thu
Trong hệ thống ADSL, QAM cũng đợc sử dụng để làm mã đờng và kích thớc
chùm sao có thể là từ 4 cho đến 256, QAM cũng sử dụng FDM để thực hiện truyền
song công khoảng tần số dành cho đờng lên là từ 30 kHz đến 138 kHz còn đờng
xuống thì tần số đợc sử dụng là trên 138 kHz
2.3.1.2 Điều chế CAP (carrierless amplitude and Phase)
Tơng tự nh một bộ điều chế QAM, điều chế biên độ và pha không sóng mang sử
dụng một chùm sao để mã hoá các bit ở bộ phát và giải mã ở bộ thu. Các giá trị x, y
xuất phát từ tiến trình mã hoá đợc dùng để kích thích bộ lọc số. Bộ điều chế CAP nh
hình vẽ 2.13.
Nguyễn Trung Hiếu - ĐT2/K43