Công nghệ đường dây thuê bao số xDSL - Chương 5 docx

Chương 5
So sánh DSL với các phương tiện khác
DSL cho phép truyền các tín hiệu băng rộng đến khách hàng bằng các đôi dây xoắn hiện có.
Cách thức cạnh tranh nhằm đưa cùng một dạng hiệu tới cùng một khách hàng rất đa dạng, nhưng
thường đòi hỏi phải lắp đặt các phương tiện mới hoặc dành riêng băng tần vô tuyến rộng khan
hiếm. Chương này miêu tả ngắn gọn các điểm mạnh và điểm yếu tương đối của các phương thức
thay thế DSL chủ yếu như: Sợi quang tới nhà thuê bao (FTTH), cáp đồng trục, vô tuyến mặt đất
và vệ tinh.
5.1 Sợi quang tới nhà thuê bao (FTTH)
Giải pháp sợi quang tới nhà thuê bao (FTTH) đã là một sự lựa chọn thay thế cáp đồng được
nhiều người ủng hộ vào cuối những năm 1980 và đầu những năm 1990 khi các công ty điện
thoại đã lập kế hoạch rõ ràng để nâng cấp các đôi dây xoắn hiện có của họ lên sợi quang. Lý do
FTTH nhận được sự ủng hộ là các đôi dây đồng xoắn không có đủ băng tần phục vụ các dịch vụ
băng rộng.
Sự ra đời của HDSL và ADSL đã cho thấy thực tế giới hạn về băng thông chủ yếu nằm ở
mạng điện thoại chuyển mạch công cộng và không phải nằm ở mạng truy cập các đôi dây xoắn.
Chuyển mạch ATM sẽ cho phép hạn chế này biến mất trong tương lai, kết quả là cho phép
các công nghệ kiểu DSL truy cập với băng tần chuyển mạch rộng hơn trên cơ sở một kết nối
đơn. Tuy nhiên có một chút hoài nghi về việc sợi quang sẽ được trải tới nhà khách hàng trong
tương lai mà vấn đề chỉ là khi nào.
Thực tế các dự đoán đã được đưa ra bởi các công ty điện thoại rằng họ cần ít nhất 15 năm
để chuyển một nửa mạng của họ từ dây đồng sang sợi quang, và dự đoán này đang công kích
tới việc sử dụng nguồn nhân lực và vốn tài chính của họ. Thậm chí ngày nay ở các ngôi nhà
mới, các đôi cáp đồng vẫn được trải phục vụ cho các dịch vụ điện thoại trong khu dân cư. Tuy
nhiên, một xu hướng mới là cấp tín hiệu vào các mạch vòng dây đồng từ một bộ ghép kênh (tức
là ONU) mà bộ này nối tới CO bằng sợi quang. Các ONU đang được lắp đặt ngày càng gần tới
nhà khách hàng.
Tuy nhiên, sợi quang đang được triển khai trong mạng nơi mà nhiều người sử dụng chia sẻ
59
60 CHƯƠNG 5. SO SÁNH DSL VỚI CÁC PHƯƠNG TIỆN KHÁC
cùng một tuyến truyền dẫn chung và nơi mà chi phí sợi quang có thể được bình quân trên một

số lượng người sử dụng. Sợi quang đem lại truyền dẫn hiệu quả và tương đối ít tán sắc so với
đôi dây xoắn. Tốc độ sợi quang dành cho mỗi khách hàng lên tới từ 600 Mb/s tới 2,4 Gb/s, dữ
liệu tốc độ cao dễ dàng được mang qua các tuyến sợi quang ngắn. Về mặt lý thuyết, tốc độ dữ
liệu có thể đạt cao hơn tốc độ trên hàng trăm lần.
Ưu điểm của truyền dẫn quang: Băng tần cực lớn với mạch điện tử đơn giản, không bị xuyên
âm, không gây phát xạ, kích cơ nhỏ, công suất thấp. Song công dễ dàng đạt được do các xung
ánh sáng di chuyển theo các hướng khác nhau không gây ảnh hưởng đến nhau.
Nhược điểm chính là sợi quang cần phải được triển khai để thay thế các đôi dây xoắn và đòi
hỏi sự cố gắng phi thường. Các bất lợi khác gồm độ khó tương đối trong việc hàn sợi so với các
đôi dây xoắn và không có khả năng cấp nguồn tới khách hàng (dẫn tới vấn đề về độ tin cậy).
Việc cấp nguồn cho thiết bị ở phía khách hàng (như điện thoại) đòi hỏi phải sử dụng một đôi
dây xoắn.
Mạng quang thu động (PON) cố gắng làm giảm tính phức tạp của sợi quang bằng cách sử
dụng một sợi đơn (hoặc 1 bó sợi) để mang dịch vụ tới một nhóm khách hàng lớn ở một vùng
rộng lớn. Độ rộng băng tần sợi quang lớn được chia sẻ trên tất cả các thuê bao. Truyền dẫn luồng
lên phải được định thời để chúng không can nhiễu với các luồng lên khác từ các điểm khác trên
sợi quang. Trong các mạng như vậy, các CO nhỏ hơn hay các điểm phân phối có thể được loại
trừ, cho phép giảm giá thành mạng lưới. Trong khi PON ban đầu được đề xuất cho FTTH thì
chúng đang là ứng cử viên cho FTTC với VDSL trên các đôi dây xoắn nằm trong một vài trăm
mét cuối cùng.
Việc triển khai sợi quang cho truy cập thuê bao đang tăng lên nhanh chóng nhưng không
phải là FTTH. Ngày nay sợi quang được triển khai tới các khu thương mại, thường nối tới một
bộ ghép kênh đặt trong tòa nhà trung tâm thương mại. Sợi quang cũng đang được sử dụng để
tăng phạm vi từ CO tới đơn vị mạng quang ONU gần nhà khách hàng. Sự thay thế ONU đang
thay đổi từ đơn vị 1000 đường với các đường cáp đồng có độ dài lên tới 3 km phục vụ mỗi khách
hàng sang "vị trí sợi xa hơn" với ONU 16 đường với cáp đồng lên tới vài trăm mét phục vụ mỗi
khách hàng.
5.2 Cáp đồng trục và Đồng trục lai sợi quang
Các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp dịch vụ kiểu DSL trên các mạng cáp truyền hình.
Tuy nhiên, khoảng 90% cáp đồng trục hiện có là đơn hướng. Các công ty cáp đang nâng cấp lên

đường cáp đồng trục song hướng ở một số vùng được chọn. Do việc nâng cấp này là tốn kém
nên tỷ phần cáp đồng trục song hướng tăng lên rất chậm. Các công ty cáp ở một số nơi cũng
đang nâng cấp độ tin cậy của cơ sở hạ tầng, mà trong một số trường hợp, dưới mức tiêu chuẩn
yêu cầu bởi các khách hàng điện thoại. Dịch vụ số liệu qua cáp đồng trục đơn hướng là có thể
thông qua việc sử dụng một đường điện thoại và một modem cho truyền hướng lên với tốc độ
lên tới 28,8 kb/s. Loại truyền dẫn lai sử dụng modem điện thoại-cáp đồng trục là kém hấp dẫn
vì các lý do sau:
1. Chi phí cho modem cáp đồng trục và modem điện thoại
5.2. CÁP ĐỒNG TRỤC VÀ ĐỒNG TRỤC LAI SỢI QUANG 61
2. Không thể gọi điện thoại trong các phiên truyền dữ liệu và
3. Giới hạn tốc độ luồng xuống khoảng 300 kb/s do truyền các gói xác nhận luồng lên chậm.
Các mạng cáp đồng trục-sợi quang lai theo sau FTTH như một công nghệ dự kiến cho phân
phát các dịch vụ số băng rộng tới các khách hàng điện thoại, có lẽ được quan tâm nhiều nhất
vào cuối năm 1994. Một lần nữa, HFC có thể được xem là kinh tế hơn DSL và có độ rộng băng
lớn hơn. HFC là một phiên bản tích cực của PON khi sợi quan mang băng tần rộng tới nút phân
phối, và sau đó cáp đồng trục được triển khai để đấu vòng qua một số khách hàng. Một cáp
đồng trục điển hình có băng tần từ 5000 MHz đến 1000 MHz với giới hạn lý thuyết khoảng 10
Gbit/s hoặc cao hơn được chia sẻ cho vài trăm tới vài nghìn thuê bao trong một vùng địa lý được
phục vụ bởi cáp. Các vấn đề về cấp nguồn và hàn nối không còn là vấn đề mạch điện tử cho cáp
đồng trục rất kinh tế. HFC cũng đem lại cho các công ty điện thoại một cơ hội cạnh tranh với
các công ty truyền hình cáp về các dịch vụ giải trí cũng như dịch vụ song hướng. Mối quan tâm
của các công ty điện thoại về HFC đã giảm xuống vào năm 1996 và 1997, và đồng thời truyền
hình vệ tinh đã làm giảm mạnh thu nhập của các công ty truyền hình cáp.
Sự thất thoát trong thu nhập của truyền hình quảng bá đã làm tăng mối quan tâm của các
công ty truyền hình cáp về cái gọi là cable modems. Một nỗ lực gần đây và các hoạt động chuẩn
hóa trong nhóm IEEE802.14 đã tạo ra hai phương pháp (tiêu chuẩn) khác nhau để thực thi cable
modem. Dịch vụ dự kiến là truy cập Internet bằng các đường cáp đồng trục, mà một lần nữa nó
lại làm cho các công ty này nản lòng vì bản chất đơn hướng của các mạng cáp đồng trục hiện
có. Một lần nữa, chi phí cho việc xây dựng lại cơ sở hạ tầng thành mạng cáp song hướng đang
được cân nhắc về khả năng tăng lợi nhuận tiềm tàng từ dịch vụ Internet. Nhiều người tán thành

rằng các cable modem phải được thực hiện nếu không các công ty truyền hình cáp sẽ thấy hậu
quả của việc lợi nhuận từ các dịch vụ của họ trở nên rất thấp khi truyền hình vệ tinh đang thu
hút mạnh mẽ các khách hàng của họ. Khi chuyển sang dịch vụ song hướng, cable modem hoạt
động bằng cách phát 384 kbit/s tới 2 Mbit/s luồng xuống trong một hệ thống cáp ở một vài khe
tần số trên 350 MHz đến 500 MHz, tùy thuộc vào nhà khai thác. Kiểu điều chế ở dạng QPSK
cho cả 2 tiêu chuẩn. Cáp đồng trục phải được khuếch đại ở các tần số này để truyền dẫn thành
công, nó là một phần của hoạt động xây dựng lại hệ thống cáp đồng trục. Độ rộng băng tần lên
bị giới hạn tới truyền dẫn giữa 5 và 40 MHz sau khi các mạch vòng cáp đã được thiết kế lại để
cho phép các tín hiệu đi qua theo hướng này. Độ rộng băng tần 384 kb/s tới 2 Mb/s trong trường
hợp này được chia sẻ, thường cho hàng trăm người sử dụng, với ngoại lệ rằng các khách hàng sẽ
không gửi các gói IP cho hoạt động truy cập Internet chính xác tại cùng một thời điểm. Một số
hệ thống cable modem phát 40 Mb/s luồng xuống trong mỗi kênh 6 MHz; dung lượng này được
chia sẽ qua vài trăm người sử dụng. Tính riêng tư, độ tin cậy, và lo ngại về hoạt động là vấn đề
liên quan tới cáp đồng trục. Một giao thức kiểm soát môi trường truy cập cho phép giải Các
cable modem đang được bắt đầu thử nghiệm và ở cùng giai đoạn với DSL về công nghệ modem
và tính tích hợp, cả hai đang được hoàn thiện. Cable modem sẽ cạnh tranh và tạo ra động lực
cho các công ty điện thoại cung cấp cùng loại dịch vụ qua DSL. Sự thuận lợi về mặt kỹ thuật
của công ty điện thoại là khả năng sử dụng cáp đồng hiện có, vì vậy tránh được giá thành xây
dựng lại và độ rộng băng luồng lên cao hơn từ phía thuê bao. Mỗi khách hàng cũng có đường
truyền an toàn hơn, chứ không chia sẻ cùng môi trường như cáp đồng trục. Tuy nhiên các vấn
đề về tài chính và chính trị phức tạp vẫn cần được giải quyết trước khi sự sử dụng cable modem
tương đối so với DSL sẽ phải được hiểu tốt hơn và lên kế hoạch.
62 CHƯƠNG 5. SO SÁNH DSL VỚI CÁC PHƯƠNG TIỆN KHÁC
5.3 Sự lựa chọn không dây
Dịch vụ điện thoại số không dây đã thu được lợi nhuận từ sự bùng nổ internet và thu nhập khắp
thế giới. Trong khi dịch vụ không dây số ngày nay là băng hẹp (thường khoảng 8 kb/s được
phân bổ cho mỗi khách hàng), thì đang nổi lên các mạng không dây thế hệ thứ 3- có lẽ ví dụ tốt
nhấp là dự án IMT2000 của ITU- là các khả năng phân phối lên tới 1 Mb/s tới một khách hàng
sẵn lòng trả cho dịch vụ này. Các dịch vụ không dây số sẽ cạnh tranh với vài dịch vụ như DSL.
Ngoài ra, sáng kiến về mạch vòng không dây nội hạt (WLL) đã được công bố bởi một số nhà

cung cấp dịch vụ viễn thông chính có tốc độ từ 144 kbit/s ở giai đoạn triển khai ban đầu tới 26
Mbit/s trong triển khai cuối cùng.
Các tác giả tin rằng truy cập không dây ở một thời điểm nào đó sẽ có được vị trí đáng kể
trong thị trường dịch vụ số liệu. Tuy nhiên, đằng sau tất cả những kích thích này là một số vấn
đề kỹ thuật chính sẽ được giải quyết khi các phương án không dây tăng trưởng là:
• Triển khai anten
• Chật trội về băng tần
• Độ tin cậy
Các vấn đề này có liên quan với nhau ở mức độ nào đó. Triển khai anten có thể được sử dụng
để giải quyết sự chật trội về băng tần và các vấn đề về độ tin cậy, nhưng đòi hỏi chi phí lớn
để làm điều đó. Ngày nay, vấn đề về khan hiếm băng tần đã được giảm nhẹ thông qua việc sử
dụng phân bố các vùng địa lý theo kiểu tế bào. Các tế bào càng nhiều và kích thước càng nhỏ
thì mức độ tái sử dụng băng tần càng lớn- về cơ bản khai thác sự thỏa hiệp cơ bản giữa băng tần
và không gian. Các mạng không dây ban đầu hoạt động ở băng tần sóng mang từ 800 MHz đến
1000 MHz, nơi mà suy hao tín hiệu qua các môi trường không dây là nhỏ hơn nhiều ở tần số cao
hơn. Ngay cả ở tốc độ dữ liệu người sử dụng nhỏ hơn 10 kbit/s trên 1 thuê bao thì các mạng như
vậy có thể nhanh chóng bão hòa. Các mạng truy cập phân chia theo mã phức tạp hơn khai thác
bản chất thống kê của các cuộc gọi và âm thoại của chính nó để đem lại các hệ số tái sử dụng
lớn hơn. Quả thực, CDMA đang bắt đầu thực hiện đúng lời hứa ban đầu và tiêu chuẩn toàn cầu
các mạng thế hệ thứ 3 gần đây đã được chọn là CDMA. Sự trải rộng tín hiệu băng rộng hơn với
hệ số 100 hoặc cao hơn điển hình trong CDMA là không thực tế khi các tín hiệu có tốc độ dữ
liệu 1 Mb/s hoặc cao hơn, vì vậy đòi hỏi sự thay đổi khái niệm CDMA cho truy cập băng rộng.
Tuy nhiên ngay cả phương pháp này có giới hạn về băng tần. Hơn thế nữa, các hiệu ứng fading
vĩ mô nghiêm trọng (cơ bản nghẽn tín hiệu do các chướng ngại vật) làm giảm kết nối tin cậy ở
nhiều nơi, trong đó bất kỳ người dùng dịch vụ điện thoại di động