Công nghệ đường dây thuê bao số xDSL - Chương 4 pdf

Chương 4
Truyền dẫn đôi dây xoắn
4.1 Nguồn gốc đôi dây xoắn
Dịch vụ điện thoại bắt đầu vào năm 1877 khi Alexander Graham Bell nối các máy điện thoại
qua một dây thép đơn lấy đất làm đường trở về cho mạch điện. Phương pháp này tránh được chi
phí cho dây dẫn thứ hai nhưng truyền tín hiệu đã tỏ ra không tin cậy do ăn mòn của dây nối vào
đất và tính dẫn điện kém trong những chu kỳ thời tiết hanh khô kéo dài. Các khách hàng được
khuyên là đổ nước vào các que nối đất. Những vấn đề này sau đó được giải quyết bằng việc sử
dụng một đôi dây trần được đặt cách nhau vài inch. Biện pháp này tạo ra một đường trở về tin
cậy cho dòng điện. Tuy nhiên, hiện tượng xuyên âm đã nhanh chóng được khám phá khi các tín
hiệu băng thoại từ một đôi dây phát sinh sóng điện từ ghép vào các đôi dây bên cạnh. Các tín
hiệu trên đường điện thoại sẽ được nghe thấy trên các đôi dây khác với cường độ thấp. Người ta
nhận ra rằng xuyên âm có thể được giảm đi bằng việc tráo đổi một cách có chu kỳ vị trí của các
dây dẫn bên phải và bên trái. Cả hiệu suất truyền dẫn và sự dễ dàng lắp đặt đã được cải thiện.
Bell đã phát minh ra đôi dây xoắn vào năm 1881 với một đôi dây có bọc cách điện được xoắn
với nhau. Với một khoảng cách đủ ngắn giữa hai dây xoắn, việc ghép năng lượng điện từ qua
một đoạn dây nhỏ bị triệt tiêu bởi năng lượng ngược pha được ghép trên đoạn dây kế tiếp. Các
cáp điện thoại hiện đại được thiết kế với các bước xoắn khác nhau đối với mỗi đôi dây để đảm
bảo nhiễu xuyên âm là nhỏ nhất. Các dây đồng được sử dụng để giảm thiểu suy hao tín hiệu
do điện trở. Các dây dẫn nhôm được lắp đặt ở một số nơi ở Châu Âu trong một thời gian ngắn
nhưng đã bị ngừng lại do điện trở cao hơn và việc hàn dây khó khăn.
4.2 Mạng điện thoại và Đặc tính Mạch vòng
Cơ sở hạ tầng đôi dây xoắn (được gọi là loop plant) nối các khách hàng vào công ty điện thoại
được thiết kế để cung cấp dịch vụ điện thoại phổ thông (POTS) một cách tin cậy và kinh tế. Một
Loop plant dự kiến cho hoạt động DSL và thoại sẽ được thiết kế rất khác nhau. Thực tiễn thiết
kế mạch vòng nội hạt thay đổi tương đối ít trong 20 năm qua. Những thay đổi chính là việc sử
dụng các cáp có tuổi thọ dài hơn và giảm một chút độ dài mạch vòng thông qua việc sử dụng
mạch vòng số DLC. Tuy nhiên, DSL phải đương đầu với các cơ sở hạ tầng mạch vòng đồ sộ đã
tồn tại trên 70 năm.
37
38 CHƯƠNG 4. TRUYỀN DẪN ĐÔI DÂY XOẮN

Thuật ngữ mạch vòng ám chỉ tới đường điện thoại đôi dây xoắn từ CO về khách hàng. Thuật
ngữ này bắt nguồn từ việc dòng chảy qua một mạch kín từ CO trên một dây và trở về trên một
dây khác.
Mục đích của 100 năm đầu tiên là mạng điện thoại cung cấp dịch vụ điện thoại phổ thông.
Độ tin cậy cao là ưu tiên hàng đầu, còn giá thành thấp là ưu tiên thứ hai. Âm thoại được mang
qua mạng như một tín hiệu tương tự độ rộng băng tần 3,4 kHz. Các dịch vụ ngoài âm thoại bắt
đầu đạt được một số lợi ích đáng kể trong những năm 1970.
4.2.1 Feeder Plant
Các CO lớn hơn có thể phục vụ trên 100,000 đường điện thoại; tất cả các đường điện thoại kết
cuối tại giá phối dây chính MDF ở CO. Các cáp gốc dẫn từ CO tới giao diện vùng phục vụ (SAI)
như trên Hình phục vụ từ 1500 đến 3000 thuê bao.
Cơ sở hạ tầng mạch vòng gồm các đôi dây xoắn được chứa trong lớp vỏ cáp bảo vệ. ở một số
nơi của châu Âu và châu á các dây được xoắn vào nhau theo các đơn vị 4 dây được gọi là quat.
Dây Quad có nhược điểm là nhiễu xuyên âm ghép giữa 4 dây trong một quad cao. Bên trong
CO, các cáp từ thiết bị chuyển mạch và truyền dẫn sẽ dẫn tới MDF (một khung kết nối chéo dây
lớn ở đó các dây nhảy nối các cáp thiết bị CO (ở phiến ngang của MDF) tới các cáp bên ngoài
(ở phiến dọc của MDF). MDF cho phép bất kỳ đường thuê bao nào được nối tới bất kỳ cổng nào
của thiết bị CO nào. Các cáp dời CO thường được đặt trong ống cáp ngầm lên tới 10,000 đôi
dây trên một cáp và được gọi là cáp gốc hay cáp cấp (feeder cable), phía E hay F1 plant. Các
cáp cấp mở rộng từ CO tới điểm nối dây trung chuyển, được biết tới bởi rất nhiều tên: Giao diện
vùng phục vụ (SAI), hộp kết nối chéo, điểm linh hoạt, điểm kết nối chéo chính (PCP) vv SAI
gồm một phiến dây nhảy nhỏ cho phép các đôi các cấp được nối tới bất kỳ trong số một vài cáp
phối nào. SAI nằm cách nhà khách hàng tối đa 3000 feet và điển hình phục vụ 1500 đến 3000
hộ gia đình. SAI chỉ gồm một trường kết nối chéo; no không có các phần tử điện tử tích cực.
Các mạch vòng tỏa ra từ SAI tới khách hàng đôi khi gọi là "cáp phối". (xem phần )
4.2.2 Mạch vòng số (DLC)
Mạch vòng số (DLC) được giới thiệu vào năm 1972 ở Mỹ với chức năng thiết bị ghép kênh điện
tử nằm tại SAI để ghép lên tới 96 thuê bao vào một và đường cấp T1 tới CO. DLC thay thế một
số lượng đôi dây đồng trong cáp cấp bằng một bộ ghép kênh ở vùng phục vụ. Sau này, Mạch
vòng số thế hệ kế tiếp sử dụng sợi quang (NGDLC) kết cuối lên tới 2000 đường dây thuê bao.

Khoảng 15% đường dây thuê bao ở Mỹ được phục vụ qua DLC, mặc dù tỷ lệ thay đổi mạnh
theo vùng. Các mạch vòng được phục vụ bởi DLC tuân thủ các qui luật thiết kế vùng phục vụ
(CSA), luật này qui định độ dài mạch vòng CSA tối đa 3,7 km (12 kft) đối với các mạch vòng
chỉ tạo bởi các đoạn dây 24 AWG và tối đa 2,75 km (9kft) đối với các mạch vòng hoàn toàn tạo
bởi dây 26 AWG. Các mạch vòng tạo bởi hỗn hợp các dây có đường kính khách nhau bị hạn
chế tới độ dài tương ứng với độ dài tỷ lệ của mỗi loại dây. Độ dài này tương ứng với điện trở
mạch vòng tối đa là 850 Ω. Độ dài cầu rẽ tích lũy không vượt quá 762 m (2,5 kft). Độ dài vòng
tối đa bị giảm đi bởi cầu rẽ trên mạch vòng.
DLC không loại trừ các mạch vòng dây đồng tới mỗi vị trí khách hàng mà DLC chỉ làm cho
4.2. MẠNG ĐIỆN THOẠI VÀ ĐẶC TÍNH MẠCH VÒNG 39
các mạch vòng ngắn lại. Các mạch vòng tương đối ngắn được phục vụ bởi DLC là lý tưởng để
sử dụng với BRI, HDSL và ADSL. Do truyền dẫn DSL chỉ hoạt động trên tuyến dây đồng liên
tục, thiết bị đầu cuối DLC ở xa phải được trang bị cùng kiểu đơn vị kênh DSL. Thêm nữa, DLC
phải có độ rộng băng tần đủ lớn trên tuyến dẫn tới CO (một giới hạn quan trọng đối với DLC
sử dụng dây đồng). Bên ngoài nước Mỹ, DLC ít được sử dụng cho mãi tới những năm 1999 khi
DLC đã bắt đầu phát triển mạnh mẽ. Hình 3.1 cho thấy thiết kế cơ sở hạ tầng mạch vòng (loop
plant) điển hình của Mỹ. Con số về đường dây đại diện cho số đôi dây có mặt. Con số đường
dây nằm trong khoảng từ 1,2 đến 4 lần số hộ gia đình trong vùng phục vụ.
4.2.3 Cáp phối - Distribution Plant
Các cáp phối (được gọi là vùng D) gồm 25 đến 1000 đôi. Đối với các khu vực doanh nghiệp nhỏ
và cư dân, các cáp phối dẫn tới dây treo để phục vụ mỗi khách hàng. Cáp phối nối các dây treo
qua một hộp dây (được gọi là cổng phối) phục vụ 4 đến 6 hộ gia đình. Các dây treo điển hình
gồm 2 hoặc 3 đôi dây 22 AWG, mặc dù số lượng có thể lớn hơn ở một số vùng. Nhiều dây được
lắp đặt trước năm 1992 không được xoắn ("dây dẹt"). ở Mỹ, dây treo nối tới dây trong nhà qua
thiết bị giao tiếp mạng (NID). NID gồm một bộ bảo vệ quá áp và cổng truy cập đo thử làm chức
năng của điểm ranh giới giữa mạng của công ty điện thoại và nhà khách hàng. Khoảng 50% dân
cư Mỹ có NID; điển hình NID được đặt bên ngoài nhà khách hàng. Đối với nhiều nước khác,
điểm ranh giới nằm bên trong nhà khách hàng ở phía thiết bị đầu cuối mạng NTE; NTE có thể
là bộ thu phát DSL tại đầu cuối đường dây ở phía khách hàng. Dây trong nhà thường là hai dây
xoắn 24 AWG, mặc dù rất nhiều cách đi dây có thể thấy ở nhà khách hàng trong thực tế. Các

cáp cấp và cáp phối được bó trong các bó dây (binder group) gồm 25, 50 hoặc 100 đôi. Các đôi
dây trong một bó dây duy trì tình trạng kề cận nhau trong một độ dài cáp.nào đó. Kết quả là
xuyên âm của các đôi dây bên trong một bó dây lớn hơn một chút xuyên âm giữa các đôi dây
trong các bó dây khác nhau. Bất chấp tính phức tạp trong quản lý, các công ty điện thoại đôi khi
phải cách ly các dịch vụ nhất định (chẳng hạn như đường T1) vào các nhóm dây riêng biệt.
Các cáp nối tới CO có thể có tới 10.000 đôi dây. Khi ta đi dọc đường cáp từ CO tới khách
hàng ta sẽ thấy các cáp rẽ nhánh. Kết quả là ít đường thuê bao hơn có thể truy cập tại những
điểm gần phía khách hàng. Số đôi dây /cáp liên tục càng nhỏ đi tại các điểm nối kế tiếp tiến
về phía khách hàng. Con số đôi dây cáp cấp và cáp phối được định cỡ để đáp ứng dự báo đòi
hỏi dịch vụ cho 20 năm kể từ ngày xây dựng. Gần đây, việc thiết kế cáp dựa trên tuổi thọ dung
lượng dịch vụ ngắn hơn. Ngoài ra, nhu cầu về hơn 1 đường thuê báo trên 1 hộ gia đình tằng
ngoài dự kiến. Kết quả là cần phải bảo trì các đôi dây. Điều này được cổ vũ bởi khả năng của
ADSL cho phép truyền POTS và dữ liệu trên một đôi dây, và các hệ thống đường dây chính bổ
sung số (DAML) dùng để truyền tải hai hoặc nhiều kênh POTS qua một đôi dây.
4.2.4 Đường kính dây
Phần lớn cơ sở hạ tầng mạch vòng đường dây ở Mỹ tuân theo một thực tế gọi là thiết kế điện trở
1300 Ω. Theo luật này, 10.000 feet đầu tiên của cáp từ CO là dây 26 AWG. Ngoài điềm này,
đường kính dây lớn hơn được sử dụng để tránh điện trở mạch vòng quá mức. Nói chung, mạch
vòng gồm một độ dài 26 AWG và 24 AWG và cùng một lượng xấp xỉ dây treo và dây chôn.
Các mạch vòng rất dài sẽ có một số dây 22 hoặc 19 AWG. Dây thường có độ dài chế tạo trên
40 CHƯƠNG 4. TRUYỀN DẪN ĐÔI DÂY XOẮN
AWG Kích cỡ (mm) Điện trở mạch vòng (Ω/dặm)
28 0,32 685
26 0,4 441
24 0,5 277
22 0,63 174
mỗi cuộn 500 feet. Kết quả là độ dài mạch vòng điển hình có khoảng 22 mối hàn. Các mối hàn
hiện đại sử dụng thiết bị nén để đảm bảo kết nối chắc chắn mà không đòi hỏi nhiều nhân lực
trong việc hàn nối. Các mối hàn cũ hơn, ở đó hai dây được xoắn với nhau để hình thành điểm
nối, có thể bị lỏng hoặc bị ăn mòn tại tiếp điểm có thể gây ra điện trở cao và thậm chí hoạt động

như một diode do một lớp ôxít đồng giữa 2 dây. Hiện tượng này được giảm đi nhờ sử dụng dòng
sealing. (xem phần 3.3)
Phản xạ tín hiệu có thể gây ra bởi sự thay đổi trở kháng do việc hàn một dây có đường kính
này với một dây có đường kính khác. Các mạch vòng dài hơn có thể có những thay đổi về đường
kính. Mức độ ảnh hưởng lên đường truyền do sự thay đổi về đường kính được đem ra tranh luận.
Phần lớn chuyên gia cho rằng DSL với các bộ khử tiếng vọng có thể cho phép dung sai về sự
thay đổi này và các hiệu ứng thay đổi đường kính là nhỏ nên có thể bỏ qua.
Bên ngoài nước Mỹ, đường kính dây được đo theo đơn vị milimet, với đơn vị đo đường kính
được sử dụng phổ biến tương ứng ở Mỹ là AWG. Bảng dưới đây cung cấp điện trở mạnh vòng
tại nhiệt độ 70
o
F . Điện trở mạch vòng thay đổi theo nhiệt độ, chẳng hạn một mạch vòng 26
AWG có điện trở 373 Ω/dặm ở nhiệt độ 0
o
F và 489 Ω/dm ở nhiệt độ 120
o
F . Điện trở mạch
vòng là tổng trở của mạch kín đối với 1 dây đi và một dây về.
4.2.5 Cầu rẽ Bridged Tap
ở một số nước, người ta thường hàn một đường nối rẽ nhánh (được gọi là cầu rẽ) vào một cáp
như trên Hình 3.2. Vì vậy, một cầu rẽ là một đoạn dây nối tơiứ một mạch vòng tại một đầu và
được kết cuối tại đầu kia. Xấp xỉ khoảng 80% số mạch vòng ở Mỹ có các cầu rẽ; đôi khi một số
cầu rẽ tồn tại trên một mạch vòng. Các cầu rẽ có thể nằm hoặc ở đầu này hoặc ở đầu kia hay
điểm trung gian của mạnh vòng. Một lý do cho cầu rẽ là nó cho phép tất cả các đôi dây trong
một cáp được sử dụng hoặc tái sử dụng để phục vụ bất kỳ thuê bao nào dọc theo tuyến cáp.
Nhiều nước châu Âu tuyên bố họ không có các cầu rẽ nhưng cũng có những trường hợp ngoại
lệ. Phản xạ tín hiệu từ cầu rẽ dẫn tới tổn thất và méo tín hiệu. Bộ cân bằng thích nghi và bọ khử
tiếng vọng được tìm thấy trong nhiều DSL làm giảm một phần ảnh hưởng xấu lên đường truyền
gây bởi các cầu rẽ. Cầu rẽ trường hợp xấu nhất là mạch cầu có đường kính lớn với độ dài tương
đương với 1/4 bước sóng của tần số truyền gây ra một tổn thất phụ là từ 3 đến 6 dB. Phản xạ

từ một cầu rẽ có pha lệch 180 độ với pha của tín hiệu chính và vì vậy khử một phần tín hiệu.
Các DSL có thể dung hòa nhiều mạch cầu rẽ nhánh miễn là tổn thất tín hiệu tổng hợp do độ dài
mạch vòng và các cầu rẽ nằm trong quĩ suy hao cho phép của hệ thống. ảnh hưởng của các cầu
rẽ thực tế có thể thấy rõ ở một vài tần số (xem Phần 3.5).
4.2. MẠNG ĐIỆN THOẠI VÀ ĐẶC TÍNH MẠCH VÒNG 41
4.2.6 Mạch vòng có tải (cuộn cảm)
Đối với những mạch vòng lớn hơn 5,5 km (18 kft), tổn thất tín hiệu tại các tần số trên 1 kHz là
quá mức làm cho chất lượng truyền âm thoại trở nên không thể chấp nhận được. Các cuộn cảm
mắc nối tiếp (điển hình là 88 mH) được đặt ở những khoảng 1,8 km dẫn tới đáp ứng tần số bằng
phẳng hơn trong băng tần thoại với sự trả giá tổn thất rất lớn ở các tần số trên băng tần thoại.
Két quả là các DSL sẽ không làm việc trên các mạch vòng có chất tải. Hình 3.3 minh họa hiệu
ứng của tải lên đáp ứng tần số. Tùy theo từng vùng, từ 10 đến 20 % mạnh vòng ở Mỹ có cuộn
tải. Vào những năm 1970, trước khi có sự triển khai ồ ạt mạch vòng số DLS, 20 % số mạch
vòng được chất tải. Trong phần lớn trường hợp, các cuộn tải được tìm thấy trên các mạch vòng
ngắn hơn 5,5 km (18 kft). Để cho phép DSL hoạt động, các cuộn tải cần phải được loại bỏ. Tuy
nhiên, một nỗ lực tốn kém được yêu cầu để tìm và loại bỏ các cuộn cảm. ở châu Âu, các mạch
vòng lớn hơn 5,5 km (18 kft) rất hiếm khi được tìm thấy vì vậ các cuộn cảm không được sử
dụng.
4.2.7 Phân bổ độ dài mạch vòng
Các tổng đài (CO) nên được đặt càng gần khách hàng càng tốt. Một nửa số khách hàng ở Mỹ và
Anh được phục vụ bởi các mạch vòng ngắn hơn 2 km (6,6 kft). Đồ thị trong Hình 3.4 cho thấy
sự phân bổ mạch vòng ở một số nước. Các mạch vòng doanh nghiệp có xu hướng ngắn hơn, và
các mạch vòng dân cư có xu hướng dài hơn. Phân bổ mạch vòng ở Mỹ có xu hướng dài hơn các
nước khác. Lưu ý rằng các giá trị là lấy trung bình đối với mỗi nước và có một thay đổi đáng kể
về thống kê mạch vòng bởi tổng đài CO. Ví dụ có các CO không có mạch vòng dài hơn 2,5 km
(8 kft), các tổng đài CO khác ở đó phần lớn các mạch vòng dài hơn 4,6 km (15 kft) và một số
CO ở đó đại đa số mạch vòng được phục vụ bởi mạch vòng số DLC. Rất ít mạch vòng vượt quá
30,5 km (100 kft).
Chiều dài trung bình của mạch vòng sẽ được rút ngắn ? DLC tiếp tục được triển khai rộng
rãi để rút ngắn độ dài hiệu quả mạch vòng. Tuy nhiên, điều này bị giảm hiệu quả bởi mô hình

phát triển các tòa nhà mới có khuynh hướng chuyển ra rìa thành phố, thị trấn và tiến xa khỏi
CO. Một số vùng mới được phục vụ bởi DLC hoặc môđun chuyển mạch xa (RSM). Nhìn chung,
phân bổ độ dài mạch vòng thay đổi rất chậm đối với các mạch vòng ngắn.
4.2.8 Cấu hình đi dây nhà khách hàng
Sau hành trình dài từ CO tới nhà khách hàng, tín hiệu DSL có thể gặp trở ngại lớn nhất của nó
đó là: đi dây trong nhà khách hàng.
Số lượng đôi dây có thể là từ 1 đến 8. Một số đôi dây có thể không được nối toái một vài
jack tường. Loại dây có thể là loại dây không bọc bảo vệ với chất lượng cao (UTP), dây bọc, dây
4 sợi, hoặc dây dẹt (không xoắn). Dây Quad gồm 4 dây được cách ly và xoắn như một nhóm 4
dây. Dây Quad có xuyên âm cao giữa các đôi dây bên trong quad. Dây dẹt có khả năng lớn là bị
nhiễm nhiều loại nhiễu điện trong tòa nhà: chiết áp đèn, motơ điện và các máy phát radio. Như
trên Hình 3.4, topo đi dây có thể là mạng sao, chuỗi, vòng hoặc là kết hợp của các cấu hình này.
ở Mỹ, hiếm khi có một nhà mà có nhiều hơn 6 máy điện thoại được nối vào cùng 1 đường.
42 CHƯƠNG 4. TRUYỀN DẪN ĐÔI DÂY XOẮN
ở Châu Âu, một hoặc 2 máy nối vào 1 đường là phổ biến nhất.
Các ánh hưởng xấu lên đường truyền gây bởi việc đi dây trong nhà khách hàng với chất
lượng thấp có thể được giảm thiểu bằng cách đặt bộ thu phát DSL càng gần đầu vào càng tốt.
Tuy nhiên, điểm vào thường là vùng không thuận tiện do nó không gần điểm sử dụng, và nguồn
điện có thể không cấp tới điểm vào đó được. Trong một số trường hợp, ta cần tìm một môi
trường thay thế để truyền tải các tín hiệu bên trong nhà khách hàng: dây UTP loại 5, cáp đồng
trục hoặc truyền không dây.
Nhiều tòa nhà mới xây theo tiêu chuẩn công nghiệp về đi dây trong nhà nhưng nhiều tòa
nhà cũ không có. Theo TIA/EIA-568A, đi dây trong các nhà tiêu chuẩn cho viễn thông sử dụng
UTP 24 AWG loại 3 hoặc 5 sử dụng cấu hình sao. Như đã thảo luận trong T1E1.4/97-169, nhiễu
xuyên âm từ đôi dây này sang đôi dây khác và tổn thất cho UTP-3 tệ hơn cáp điện thoại đi dây
bên ngoài tiêu biểu, trái lại UTP-5 có thể tốt hơn đặc tính cáp điện thoại bên ngoài nhà. Dây bên
trong loại D (DIW) tồn tại trong các tòa nhà văn phòng cũ có đặc tính xuyên âm rất kém đối với
tần số trên 1 MHz.
Các DSL là các hệ thống truyền dẫn điểm - điểm; vì vậy đường dây thuê bao chỉ nối tới
một thiết bị tại đầu khách hàng. Tuy nhiên, một người sử dụng có thể yêu cầu nhiều PC, điện

thoại và các thiết bị khác thông tin qua đường DSL dùng chung như chỉ ra trên Hình 3.6. Đơn vị
truyền dẫn DSL tại phía khách hàng phải thực hiện một chức năng phân đầu ra để cho phép kết
nối nhiều thiết bị đầu cuối khách hàng (PC, điện thoại, vv ). Chẳng hạn, khối truyền dẫn DSL
có thể nằm trong card mạng PC-NIC, với việc PC cung cấp một chức năng cổng cho phép định
tuyến lưu lượng tới các PC khác được nối vào mạng một mạng LAN.
4.3 Nguồn cấp cho đường dây
Các bộ lặp trung gian phải được cấp nguồn do không có sẵn nguồn tại vị trí bộ lặp. Các đơn vị
đầu cuối khách hàng cho HDSL và một số ISDN được cấp nguồn qua đường dây để đảm bảo
nguồn cấp tin cậy và giảm chi phí lắp đặt thiết bị ở nhà khách hàng. Nguồn đường dây thường
được cung cấp từ CO với điện áp một chiều âm đặt vào một dây và đất vào dây kia của đôi dây.
Các điện áp dương thường được tránh sử dụng trong việc cấp nguồn cho đường dây nhằm tránh
hư hỏng các dây đồng và các thiết bị liên quan do hiện tượng điện phân ở những nơi ẩm ướt
giữa các dây và đất. ở Mỹ, Bellcore GR-1089-CORE Class A3 tuyên bố rằng, với điện áp 140
VDC so với mức đất (dương và/hoặc âm) có thể được áp dụng cho đường dây miễn là điện áp
này không thể bị xâm nhập hay tiếp xúc từ phía công chúng và những nhân viên chưa được đào
tạo. Các thiết bị với mức điện áp này phải có nhãn cảnh báo an toàn phù hợp, bảo vệ vật lý và
các đặc tính an toàn khác được mô tả trong Bellcore GR-1089-CORE. Như đã được mô tả trong
T1E1.4/96-110, cấp nguồn với điện áp lên tới 200 VDC so với đất được phép trong Class A3
nếu dòng tới đất bị giới hạn nhỏ hơn 10 mA. Thiết kế mạch giới hạn dòng phải đảm bảo rằng
điện áp nhanh chóng bị cắt trong trường hợp có sự cố về dòng. Tuy nhiên, mạch giới hạn dòng
không nên bị kích thích một cách không cần thiết bởi các sự kiện bình thường chẳng hạn như
nhiễu phát sinh.
ở một số nơi, một điện áp +130 V được đặt vào một dây và điện áp -130 V được đặt vào dây
kia. Cấp nguồn lưỡng cực có thể phân phối nhiều năng lượng hơn cấp nguồn đơn cực và có thể
được sử dụng ở những nơi mà ở đó không có sự ẩm ướt trong cáp. Chẳng hạn cấp nguồn đường
4.4. DÒNG KÍN -SEALING CURRENT 43
dây điện áp ± 130 V được sử dụng rộng rãi cho các bộ lặp T1 trên cáp điều áp. Cáp điều áp
thường được tìm thấy trong cáp cấp nhưng không thông dụng trong cáp phối. Không khí khô áp
suất cao được bơm vào cáp liên tục để đẩy độ ẩm ra khỏi cáp. Các cáp mơi chứa chất xúc tát
làm kín ống cáp trên trong cáp để ngăn ngừa sự xâm nhập của khí ẩm.

4.3.1 Kích hoạt và ngưng kích hoạt
Cấp nguồn đường dây từ CO tới hàng ngàn đường dây thuê bao, với hơn một nửa năng lượng bị
thất thoát do điện trở mạch vòng có thể làm tăng chi phí về qui năng lượng của CO. Bên ngoài
Bắc Mỹ, ở đó ISDN CPE thường được cấp nguồn đường dây, ISDN CPE chuyển sang chế độ
công suất thấp một cách tự động khi không có hoạt động thông tin diễn ra. Ngưng kích hoạt
thiết bị đầu khách hàng không sử dụng tiết kiệm năng lượng đáng kể cho CO. Thiết bị bị ngừng
kích hoạt phải nhanh chóng chuyển sang chế độ làm việc khi hoạt động thông tin bắt đầu. Khả
năng đi vào chế độ công suất thấp và sau đó nhanh chóng tại kích hoạt làm tăng tính phức tạp
đối với các bộ thu phát. Một số ứng dụng gửi các bản tin theo chu kỳ; điều này làm giảm khả
năng tiết kiệm năng lượng.
4.4 Dòng kín -sealing current
Dong kín (hay còn gọi là dòng ướt) là dòng điện được đặt vào mạch vòng với mục đích ngăn cản
sự xuống cấp của đường truyền do ôxi hóa các mối hàn dây. Lớp oxit giữa các dây không được
cột chặt gây ra điện trở khá lớn đủ để gây ra tổn thất tín hiệu đáng kể. Hơn thế nữa, bản chất phi
tuyến của mối nối bị ôxi hóa có thể gây ra méo tín hiệu. Trong thuật ngữ điện thoại, một mạch
vòng "ướt" mang dòng DC, trong khi đó một mạch vòng "khô" không mang dòng DC. Không
cần dòng kín trên các mạch vòng POTS do các điện áp và dòng chuông cao sẽ phá hủy quá trình
oxi hóa trên các mối hàn dây. Các DSL mà không cấp nguồn đường dây có thể sẽ bị oxi hóa.
ANSI T1.601 chỉ định sử dụng tùy ý một dòng từ 1 đến 20 mA cho mục đích ngăn ngừa quá
trình oxi hóa mỗi hàn. Dòng có thể được đặt liên tục hoặc đặt theo chu kỳ trong khoảng thời
gian ngắn. Một số nghiên cứu gợi ý rằng dòng kín có lẽ chẳng hữu ích. Vì vậy, ANSI T1.601
không đòi hỏi sử dụng dòng kín.
4.5 Đặc tính đường truyền
Phần này xem xét đặc tính truyền dẫn của các đường dây điện thoại đôi dây xoắn.
Các đường điện thoại dây xoắn loại 3 có thể được mô hình hóa tốt cho truyền dẫn tại các tần
số lên tới tối thiểu 30 MHz bằng việc sử dụng khái niệm mô hình mạng hai cửa hay lý thuyết
"ABCD". Lý thuyết ABCD cũng sẽ được sử dụng để lập mô hình các mạng 3 cửa được thảo
luận trong Phần 3.9. Trong phần này cung cấp chi tiết những cập nhật từ nhiều nghiên cứu khác
nhau dẫn tới đặc tính của DSL ở dải tần dưới 30 MHz trên dây dân loại 3. Đối với dây dẫn loại
5, mô hình này tuân theo mô hình ABCD lên tới 150 MHz.

Phần sau đây mô tả mô hình ABCD nói chung trái lại phần 3.5.2 tập trung vào trường hợp
44 CHƯƠNG 4. TRUYỀN DẪN ĐÔI DÂY XOẮN
các đường truyền đôi dây xoắn. Phần 3.5.2 cũng giới thiệu khái niệm quan trọng về suy hao
phản hồi, một số đo về năng lượng phản xạ từ mạch hai cửa. Các phần 3.5.3 và 3.5.4 xem xét
các trường hợp đặc biệt về cầu rẽ và cuộn tải. Phần 3.5.5 cho thấy cách tính toán đặc tính truyền
của mạch vòng thuê bao gồm nhiều đoạn và cách liên hệ các hàm truyền đạt với suy hao xen
của đường truyền hoặc mạng 2 cửa. Phần 3.5.7 chỉ cách đo các tham số RLCG nhằm đặc trưng
hóa mạch vòng và liệt kê các mô hình cho một số loại đôi dây xoắn thông dụng. Phần 3.5.8 kết
luận cùng với việc thảo luận về sự cân bằng và các thành phần tín hiệu dọc và tín hiệu metallicc
trên đôi dây xoắn.
4.5.1 Mô hình "ABCD"
Hình 3.7 cho thấy mạch hai cửa tuyến tính tổng quát. Có một điện áp tại mối cổng và một dòng
điện đi vào hoặc đi ra đường trên của mỗi cửa. Hình vẽ và các phương trình rút ra sử dụng
chuyển đổi Fourier điện áp và dòng điện, và vì vậy tất cả các đại lượng nói chung là những hàm
của tần số. Các điện áp và dòng điện sẽ phụ thuộc vào các trở kháng nguồn (cổng 1) và tải (cổng
2) và các nguồn điện áp nhưng luôn thỏa mãn mối quan hệ ở dạng ma trận:
4.5.2 Đo Hàm truyền đạt và "Suy hao xen"
Các kỹ sư truyền dẫn đôi khi cũng đo trực tiếp đặc tính truyền của đường truyền ở một vài tần
số khác nhau. Rất khó đo hàm truyền đạt trực tiếp do các hiệu ứng tải nhưng ta có thể dễ dàng
đo được suy hao xen nhờ nó mà hàm truyền đạt có thể tính được nếu trở kháng tải và trở kháng
nguồn trong phép đo đã biết trước.
Suy hao xen được tính toán sử dụng cấu hình cho trên Hình 3.9 bằng cách trước tiên đo điện
áp V
no
(điện áp trong trường hợp không có đường truyền và chỉ có duy nhất tải Z
L
được nối vào)
và sau đó nối đường truyền vào điểm mà V
no
đã được đo trước đây và một lần nữa đo V

L
(điện
áp đặt trên tải khi có đường truyền được đặt vào). Vì vậy suy hao xen là
T
IL
(f) =
V
L
(f)
V
no
(f)
=
Z
S
+ Z
L
A.Z
L
+ B + C.Z
S
.Z
L
+ D.Z
S
(4.1)
Hàm truyền đạt mà ta cần tính là H=V
L
/V
S

, vì vậy
H(f) =
V
no
V
S
.
V
L
V
no
=
Z
L
Z
S
+ Z
L
.T
IL
(f) (4.2)
Lưu ý rằng khi Z
1
= Z
L
nghĩa là đường truyền được kết cuối bằng 1 tải có trở kháng bằng
trở kháng đặc tính của nó như một thực tế thường gặp và khi đó phương trình 3.54 có thể được
viết lại theo T(f) trong phương trình 3.3 thành
H(f) =
V

1
V
S
.
V
L
V
1
=
Z
1
Z
S
+ Z
1
.T (f) (4.3)
4.5. ĐẶC TÍNH ĐƯỜNG TRUYỀN 45
khi đó nó cũng chỉ ra rằng trong trường hợp tải phối hợp trở kháng T (f) = T
IL
(f). Trong
phần lớn các trường hợp quan tâm trong DSL, đường dây là dài và vì vậy trở kháng nguồn phối
hợp với trở kháng đặc tính (trở kháng này bằng trở kháng đầu vào của đường dây khi đường dây
là dài) và tất cả mọi trở kháng là thực ở các tần số cao hơn được sử dụng cho truyền dẫn DSL.
Trong trường hợp này, hàm truyền đạt đơn giản là 6 dB thấp hơn suy hao xen.
Điểm đáng lưu ý: Khi hàm truyền đạt được tính cho một mạch sử dụng các tham số RLCG,
khi đó suy hao xen có thể được tính toán từ hàm truyền đạt và xấp xỉ 6 dB cao hơn trong điều
kiện xấp xỉ như đã trình bày trên.
4.5.3 Cân bằng - Dòng kim loại (metallic hay differential mode) và dòng
chảy dọc (longitudinal hay common mode)
Hình 4.1 thảo luận về các dòng điện kim loại và dòng điện dọc trong một đôi dây xoắn (hai dây

đồng trong đôi dây xoắn không được xoắn với nhau nhằm đơn giản hóa việc minh họa). Dòng
kim loại mang các tín hiệu dự định truyền tới khách hàng hoặc từ phía khách hàng. Dòng điện
như vậy đi đến trở kháng tải Z
L
như đã thảo luận trước đây. Dòng điện dọc là dòng chảy vào
đất và trong trường hợp này hai dây làm việc hiệu quả như một dây với đường trở về thông qua
đất. Các dòng dọc có thể được tạo ra bởi các sóng radio đập vào đường điện thoại hoặc bởi sự
không hoàn hảo trong các mạch phát ghép vào đường điện thoại làm cho các điện áp kim loại
đặt vào đôi dây dò rỉ sang đường dọc. Độ cân bằng đường truyền phản ánh khả năng của nó
Hình 4.1: Minh họa dòng metallic (kim loại) và dòng longitudinal (dọc)
trong việc ngăn ngừa các tín hiệu khỏi dò vào đường dọc ("cân bằng kim loại") và cũng phản
ánh khả năng tương hỗ tương ứng trong việc ngăn ngừa các tín hiệu dọc không ghép vào các tín
hiệu kim loại ("cân bằng dọc"). Mức độ cân bằng càng cao thì khả năng loại trừ các hiệu ứng
ghép không mong muốn của đường dây điện thoại càng lớn. Cân bằng thường là một hàm của
tần số và giảm ở các tần số cao hơn. Bước xoắn của đôi dây xoắn cao hơn cân bằng sẽ tốt hơn.
Ngoài ra thiết kế thận trọng các mạch thu và phát đảm bảo rằng trở kháng so với đất cao và là
hằng số ở tất cả các điểm và như nhau cho cả 2 dây. Tuy nhiên, các tình huống thực tế cho thấy
có những giới hạn đối với cân bằng. Trong băng POTS, cân bằng có giá trị điển hình từ 50 đến
60 dB, nghĩa là các tín hiệu ghép từ đường kim loại sang đường dọc và ngược lại giảm đi một
46 CHƯƠNG 4. TRUYỀN DẪN ĐÔI DÂY XOẮN
lượng 5 đến 6 bậc độ lớn công suất. Tuy nhiên, tại các tần số cao hơn trong ADSL/HDSL độ
cân bằng có thể giảm xuống 30 dB, và thậm chí tại các tần số cao hơn của VDSL sự giảm xuống
vẫn có thể xảy ra.
Các mô hình toán học cho cân bằng dường như rất khó tìm. Các tác giả gợi ý mô hình sau
cho các đường dây loại 3 dựa trên các quan sát chung rằng cân bằng có xu hướng giảm từ 50 dB
hoặc cao hơn ở các tần số thấp hơn xuống khoảng 35 dB tại tần số 1,5 MHz, và thậm chí giảm
xuống thấp hơn nữa tại các tần số cao hơn (mô hình này dừng ở độ cân bằng 15 dB tại 30 MHz),
với tỷ lệ về công suất là:
B(f) =


10
5
0 < f ≤ f
b
= 150kHz
10
5
(f
b
/f)
1.5
f
b
≤ f ≤ 30MHz
(4.4)
Cân bằng của dây xoắn Loại 5 (Category 5 twisted pair) lớn hơn 20 dB ở mọi tần số.
4.6 Nhiễu
Phần trên đã thảo luận việc tính toán đặc tính truyền dẫn đường điện thoại, đặc biệt là tính toán
các hàm truyền đạt và các trở kháng đối với các tín hiệu kim loại (hay differential) trên đường
điện thoại. Nhiễu trên đường điện thoại thường xuất hiện do sự cân bằng không hoàn hảo. Có
nhiều loại nhiễu ghép vào đường dây điện thoại do sự cân bằng không tốt (hay bước xoắn không
hoàn hảo /hay không đủ lớn), nhiễu thông thường nhất là nhiễu xuyên âm, nhiễu radio và nhiễu
xung.
4.6.1 Nhiễu xuyên âm
Nhiễu xuyên âm trong các DSL phát sinh do từng đôi dây trong cáp nhiều đôi bức xạ năng lượng
điện từ. Do đó các điện trường và từ trường tạo ra dòng cảm ứng trong các đôi dây xoắn lân cận
dẫn tới tín hiệu xuyên âm không mong muốn lên các đôi dây khác. Hình 4.2 minh họa 2 loại
xuyên âm thường gặp phải trong DSL. Xuyên âm đầu gần NEXT là loại xuyên âm sinh ra từ các
tín hiệu chuyển động trong hai hướng trái ngược trên hai đôi dây xoắn (hay từ một máy phát vào
một máy thu đầu gần). Xuyên âm đầu xa FEXT có nguồn gốc từ các tín hiệu chuyển động cùng

hướng trên 2 đôi dây xoắn (hoặc từ một máy phát vào một máy thu đầu xa). Xuyên âm có thể
là yếu tố ảnh hưởng gây nhiễu lớn nhất và thường làm giảm đáng kể hoạt động của DSL khi nó
không thể được trừ khử. Khi xem xét một cáp, các mô hình hai cổng đơn giản cần sự tổng quát
hóa. Hình 3.13 minh họa sự ghép giữa hai dây trong một đôi dây xoắn và hai dây trong một đôi
dây xoắn khác. Có thành phần hỗ cảm M giữa các đoạn dây và điện dung E giữa bản thân các
dây. Trong các cáp gồm nhiều đôi dây xoắn có kiểm soát chặt chẽ ta có thể mong đợi hỗ cảm và
điện dung sẽ được được khiển bởi bước xoắn vì vậy các đoạn dây xoắn gần nhau sẽ có cực tính
trái ngược và vì vậy các tín hiệu cảm ứng sẽ bị triệt tiêu. Tuy nhiên, bước xoắn là không hoàn
hảo hay các giá trị hỗ cảm và điện dung cũng không duy trì hoàn hảo qua một độ dài đôi dây
xoắn. Hơn thế nữa, sự biến đổi hỗ cảm và điện dung theo tần số thậm chí lớn hơn sự biến đổi
các tham số RLCG đặc trưng cho các tín hiệu kim loại (differential) dọc theo các đôi dây xoắn
nhất định. Tuy nhiên, điều có lý là sự ghép từ một tín hiệu kim loại trên một đôi dây xoắn khác
4.6. NHIỄU 47
Hình 4.2: Minh họa xuyên âm
lên tín hiệu kim loại trên đôi dây đang xem xét là hằng số đối với chiều dài trung bình (giống
như ta giả thiết rằng các tham số RLCG là hằng số trên 1 đơn vị độ dài). Khi hàm ghép (/Hz)
giữa các thay đổi điện áp trên dây 2 và dây 1, X
21
(f), có thể tìm được thông qua sự tổng quát
hóa lý thuyết mạng 2 cửa (biết tất cả các tham số M và E) vì vậy
N
p1
(f, x) = X
21
(f).2πjf.V
p2
(f, x) (4.5)
ở đây N
p1
(f, x) là điện áp kim loại cảm ứng trên dây 1 ở tần số f và tại vị trí x dọc theo cáp

truyền dẫn, và V
p2
(f, x) là điện áp gây ra xuyên âm trên đôi dây xoắn thứ 2. Hệ số 2πjf nói
lên rằng sự biến thiên điện áp hay dòng điện trên một đôi dây khác thực tế dẫn tới điện áp và
dòng điện cảm ứng trên đôi dây đang xem xét (hệ số này tương ứng với phép lấy vi phân). Có
một hàm xuyên âm trên một đơn vị độ dài tương tự từ đôi 1 sang đôi 2, và cũng đối với mỗi đôi
trong cáp vào mỗi đôi và toàn bộ số đôi dây còn lại.
Mô hình NEXT
Đối với NEXT qua một đoạn cáp có chiều dài d ở đó hai đôi xuyên âm lẫn nhau được tính bằng
cách lấy tổng những đóng góp của xuyên âm qua mỗi đơn vị độ dài vi phân của đường dây
N(f, d) =

d
0
X
21
(f).2πjf.V
p2
(f).T
2
(f, x).T
1
(f, x).dx (4.6)
ở đây V
p2
(f) là điện áp vào (ở đầu gần) đôi dây 2, T
2
(f, x) là hàm truyền đạt xen hay suy hao
xen dọc đường dây 2 có độ dài x, và T
1

(f, x) là hàm truyền đạt xen tương ứng theo hướng ngược
lại trên dây 1. Hàm truyền đạt xen như vậy đã ngụ ý giả thiết rằng đường dây được kết cuối
tại x bằng trở kháng đặc tính của chính nó. Phần lớn các phân tích về xuyên âm đưa ra nhiều
giả thiết, đặc biệt là các đường truyền được kết cuối bởi trở kháng đặc tính của chính nó và hai
đường có các tham số RLCG giống nhau. Hơn thế nữa, khi xuyên âm được xem là nhiễu thì chỉ
có bình phương độ lớn của chuyển đổi Fourier là đáng quan tâm. Trong trường hợp này, phương
trình trên trở thành.
|N(f, d)|
2
= (4π
2
f
2
).|X
21
|
2
.|V
p2
(f)|
2
.

d
0
e
−4αx
dx = (4π
2
f

2
).|X
2
21(f)
.|V
p2
(f)|
2
.
1 − e
−4αd
4α
(4.7)
48 CHƯƠNG 4. TRUYỀN DẪN ĐÔI DÂY XOẮN
Bảng 4.1: Suy hao xuyên âm theo dB
Số nguồn xuyên âm → 1 10 24 49
Tần số. (kHz)↓
3 -88 -82 -79,7 -77,8
30 -73 -67 -64,7 -62,8
300 -58 -52 -49,7 -47,8
3000 -43 -37 -34,7 -32,8
Giả thiết rằng đôi dây xoắn có α = ς.
√
f, và rằng thành phần hàm mũ là nhỏ đối với độ dài
đường truyền tương đối lớn d, khi đó một mô hình chung là
|N(f, d)|
2
= |N(f)|
2
=


π
2
f
1
, 5
ς

.|X
21
(f)|
2
.|V
p2
(f)|
2
(4.8)
Độ ghép nhìn chung tăng theo f
1,5
. Tuy nhiên, do một số giả thiết về sự kết cuối đường
truyền hoàn hảo, đặc tính đường dây đồng nhất, và tính bất biến về vị trí, một vài mô hình phức
tạp hơn phù hợp với số mũ của f gần 1,5, chẳng hạn như 1,3 đến 1,7 đối với các phép đo cũng
như đối với việc xác định hệ số hằng bằng thực nghiệm.
Hình 3.14 cho thấy một số hàm truyền đạt ghép được đo trong cáp 50 đôi. Lưu ý hàm truyền
đạt nhìn chung tăng theo f
1,5
, nhưng thay đổi đáng kể (từ 10 đến 20 dB) khi ghép theo tần số.
Tại mỗi tần số, chỉ một vài đôi khác có thể đóng góp đáng kể vào xuyên âm, nhưng qua toàn
bộ dải tần, nhiều đường dây tham gia vào quá trình này. Vì vậy, các kỹ sư DSL lấy trung bình
ghép qua nhiều đôi dây. Trong trường hợp này, tổng nhiều hàm ghép được giả thiết là hằng số


n
|X
n
(f)|
2
≈ k

(4.9)
Các nghiên cứu thực nghiệm sau đó xác định giá trị của hằng số này để một binder 50 đôi có
mật độ phổ công suất
S
n
(f) = k
next
.f
1.5
.S
2
(f) (4.10)
trong đó S
2
(f) là mật độ phổ công suất đưa vào đường truyền, k
next
đã được xác định bởi các
nghiên cứu của ANSI là
k
next
= 10
−13

.

N
49

6
(4.11)
và N là số đôi dây trong một binder được dự định để mang các dịch vụ DSL. Giá trị này cũng
có mặt trên Hình 3.14, ở đó nó được xem là giá trị trường hợp xấu nhất (Các nghiên cứu của
Bellcore đã xác định giá trị này xấu hơn 99% trường hợp dây xoắn). Bảng 3.7 chỉ ra các giá trị
xuyên âm đối với một vài tần số và số nguồn gây xuyên âm.
Vì vậy, ví dụ để tìm nhiễu xuyên âm từ mạch ISDN sang một đôi dây xoắn khác cho 1
binder gồm 24 mạch ISDN, mật độ phổ công suất trên bất kỳ đường nào trong binder được mô
hình bởi
S
n
(f) =

24
49

6
.10
−13
.f
1.5
.S
ISDN
(f) (4.12)
4.6. NHIỄU 49

Các công thức cho các loại xuyên âm sẽ được cho trong Phần 3.7 nói về độ tương thích phổ.
Xuyên âm giữa các nhóm binder, K
next
được giảm đi thêm bởi một lượng 10 dB thành K
next
(các nhóm binder lân cận)=10
−14
.
4.6.2 Mô hình FEXT
Mô hình FEXT song song với mô hình NEXT. Phương trình tương đương của 4.6 bây giờ là
F (f, d) =

d
0
X
21
(f).2πjf.V
p2
(f).T
2
(f, x).T
1
(f, d − x).dx (4.13)
ở đây T
1
giờ là hàm của độ dài đường truyền từ điểm ghép tới máy thu đầu xa, trong khi đó T
2
là từ máy phát tới điểm ghép. Một lần nữa bằng cách giả thiết hai đường được kết cuối bằng trở
kháng đặc tính và cũng có cùng đặc trưng RLCG, bình phương biên độ của tín hiệu FEXT khi
đó là

|F (f, d)|
2
= (4π
2
f
2
).|X
21
|
2
.|V
p2
(f)|
2
.

d
0
e
−2αd
dx = (4π
2
f
2
).|X
21(f)
|
2
.|V
p2

(f)|
2
.d.e
−2αd
(4.14)
Vì vậy FEXT tăng theo bình phương của tần số của tín hiệu phát. Thông thường hệ số mũ ở cuối
phương trình 4.14 được nhận biết như hàm truyền đạt công suất của một đường truyền đơn và do
đó biểu thức |T (f, d)|
2
thay thế hệ số đó [Mặc dù điều này giả thiết cả hai đường là đồng nhất
và tuân theo cùng một công thức-tổng quát hơn, ta nên thay hệ số này bằng công thức tích phân
phức tạp hơn trong Phương trình 4.13]. Hơn thế nữa, hàm ghép |X
21
(f)|
2
sẽ một lần nữa biến
đổi mạnh theo tần số, độ lớn có thể dao động trong khoảng từ 10 đến 20 dB (hoặc thậm chí cao
hơn nữa ở các tần số cao hơn). Tuy nhiên, khi ta giả thiết chỉ có một vài nguồn gây xuyên âm,
tính gần đúng trong 4.16 một lần nữa lại được sử dụng. Hệ số ς không còn bị chia, vì vậy trong
trường hợp này, mô hình FEXT được chấp nhận bởi ANSI là
S
f
(f) = k
fext
.f
2
.d.|H(f, d)|
2
.S
2

(f) (4.15)
trong đó d là độ dài tính bằng feet. |T (f, d)|
2
là hàm truyền đạt từ đầu vào đường truyền (suy
hao xen) cho đô dài đường truyền đang được khảo sát, S
2
(f) một lần nữa là mật độ phổ công
suất đưa vào đường truyền (và không phải là tại nguồn) và cuối cùng
k
fext
=

N
49

6
.9 × 10
−20
(4.16)
Một lần nữa, Bellcore phê chuẩn giá trị này tương ứng 1% giá trị trường hợp xấu nhất ở tần số
lên tới 30 MHz.
4.6.3 Phân bố Nhiễu xuyên âm
K.Kerpez thuộc Bellcore đã nghiên cứu và công nhận tính hợp lệ của giả thiết cho cả NEXT và
FEXT rằng nhiễu miền thời gian tại máy thu là tuân theo phân bố Gauss. Trong khi điều này rõ
ràng là không đúng đối với một nguồn gây xuyên âm đơn, do bản chất của xuyên âm phụ thuộc
50 CHƯƠNG 4. TRUYỀN DẪN ĐÔI DÂY XOẮN
nhiều vào tần số, khi được cộng lại qua toàn bộ dải tần từ các nguồn xuyên âm khác nhau trên
các đường truyền khác nhau thì định lý thống kê về giới hạn trung tâm không hoàn toàn đúng.
Định lý này phát biểu rằng tổng của một số tín hiệu ngẫu nhiên có xu hướng là có dạng phân bố
Gauss. Kerpez đã xác nhận rằng điều này đúng cho các trường hợp ta quan tâm trong thực tế.

Tuy nhiên, việc phân tích như vậy có thể phụ thuộc nhiều vào mức độ lỗi giữa phân bố Gauss
và phân bố thực. Khi nhiễu nhiệt là nhỏ, lỗi này thực tế có thể lớn đối với nhiễu như vậy.
Trong khi tuân theo phân bố Gauss thì nhiễu có thể là không thuộc loại ổn định (stationary)
4.6.4 ổn định theo chu kỳ của nhiễu xuyên âm
Một số nghiên cứu bởi Perderson và Falconer đã nhấn mạnh rằng phân bố của xuyên âm có thể
không ổn định trừ khi được lấy mẫu với tốc độ chính xác bằng tín hiệu tạo ra xuyên âm. Vì vậy,
để khảo sát xuyên âm giữa các loại DSL khác nhau, DSL với tốc độ lấy mẫu cao hơn sẽ thấy
tính chu kỳ trong xuyên âm từ đường dây có tốc độ lấy mẫu thấp hơn. Do tất cả các mạch DSL
thường được định thời theo đồng hồ từ cùng một tổng đài trung tâm nên xuyên âm tổng có thể
ổn định theo chu kỳ với chu kỳ bằng bội số chung nhỏ nhất của các chu kỳ của hai đồng hồ lấy
mẫu.
Tính chu kỳ này có thể được khai thác bởi máy thu cho thấy rằng
4.6.5 Nhiễu Radio
Nhiễu radio là sự có mặt của các tín hiệu truyền dẫn không dây trên đường dây điện thoại, đặc
biệt là các đài phát quảng bá vô tuyến AM và truyền dẫn vô tuyến amateur (HAM).
Các tín hiệu vô tuyến (RF) đập vào các đường điện thoại dây xoắn, đặc biệt là các đường dây
treo. Các đường điện thoại, được làm bằng đồng, tạo thành các anten tương đối tốt với sóng điện
từ đập vào chúng dẫn tới hình thành một dòng điện tích cảm ứng so với đất. Điện áp common
mode của một đôi dây xoắn là điện áp trên một trong 2 dây so với đất - thường thì hai điện áp
này bằng nhau do sự tương đồng của hai dây trong một đôi dây xoắn. Do đó, các đường điện
thoại được cân bằng tốt sẽ làm suy giảm đáng kể các tín hiệu RF vi phân trên đôi dây đối với
các tín hiệu common mode. Tuy nhiên, cân bằng giảm khi tần số tăng và vì vậy ở các tần số của
DSL từ 560 kHz đến 30 MHz, các hệ thống DSL có thể chồng lấn các băng tần radio và sẽ nhận
một vài mức nhiễu RF cùng với các tín hiệu DSL trên cùng đường điện thoại. Loại nhiễu DSL
này được gọi là xâm nhập RF.
Theo Foster và Cook, cường độ trường điện từ của một anten có nguồn điểm lý tưởng phân
bố công suất P
t
đồng đều qua mặt cầu vì vậy dẫn tới cường độ trường tại 1 điểm ở khoảng cách
d là

F =

P
t
.Z
f
4π.d
2
=
5, 48.
√
P
t
d
V/m (4.17)
Z
f
= 377Ω là trở kháng của không gian tự do. Lượng điện áp cảm ứng so với đất từ một
trường F tới 1 dây phụ thuộc vào một số đặc tính hình học và điện/từ của cáp. Qua kinh nghiệm,
4.6. NHIỄU 51
điện áp cảm ứng (volt) bằng cường độ trường khi được biểu diễn theo đơn vị v/m ở những
tình huống xấu nhất. Vì vậy điện áp common mode cũng được cho bởi biểu thức 3.60. Điện áp
differential mode là điện áp common mode giảm đi 1 hệ số cân bằng

B(f) =
√
B, vì vậy
V
d
=

5, 48
√
P
t
d.
√
B
(4.18)
Biểu thức này có thể được sử dụng để ước tính các mức nhiễu từ các trạm vô tuyến AM và các
nhà khai thác vô tuyến amateur.
4.6.6 Nhiễu vô tuyến Amateur
Truyền dẫn vô tuyến Amateur nằm trong các băng tần cho trong bảng sau
Các băng tần này chồnng lấn băng tần truyền của VDSL nhưng không ảnh hưởng tới các
băng tần truyền của DSL khác. Vì vậy, nhiễu vô tuyến HAM là một vấn đề lớn duy nhất đối với
VDSL.
Người khai thác HAM có thể sử dụng công suất cao đến 1,5 KW, mặc dù trường hợp sử
dụng công suất lớn như vậy rất hiếm và không xuất hiện ở các khu dân cư hoặc là vùng có nhiều
đường điện thoại. Một máy phát 400 W ở khoảng cách 10 m (khoảng 30 feet) dẫn tới một điện
áp cảm ứng dọc (common mode) xấp xỉ khoảng 11 v lên đường dây điện thoại. Với mức cân
bằng 33 dB, điện áp kim loại tương ứng vào khoảng 300 mV, ứng với 0 dBm công suất trên một
đường truyền có Z
0
= 100Ω. Các nhà khai thác HAM sử dụng một băng tần 2,5 kHz phát rời
rạc hoặc là audio (âm thoại) hoặc tín hiệu số (mã Morse, FSK) dẫn tới một PSD nhiễu xấp xỉ
-34 dBm/Hz. Tiêu biểu hơn, các nhà khai thác HAM phát các mức thấp hơn hoặc có thể được
đặt cách trên 10 m khi phát ở các mức năng lượng cao hơn để cho các mức nhiễu HAM RF tiêu
biểu hơn có thể là nhỏ hơn từ 20 đến 25 dB. Tuy nhiên, điều này vẫn dẫn tới PSD đối với nhiễu
trong dải từ -35 dBm/Hz đến -60 dBm/Hz, lớn hơn nhiều các mức xuyên âm trong Phần 3.7.
Hơn thế nữa, các mức điện áp cao như vậy có thể làm bão hòa các mạch điện tử khu vực tương
tự.

Các nhà điều hành HAM có xu hướng chuyển mạch tần số mang mỗi lần trong khoảng vài
phút, và tín hiệu phát đi là zero (điều chế SSB) khi không có tín hiệu. Vì vậy, một máy thu có
thể không có khả năng phán đoán sự có mặt của xâm nhập HAM.
Thật may mắn, các tín hiệu vô tuyến HAM là tín hiệu băng hẹp và vì vậy các phương thức
truyền dẫn cố gắng
4.6.7 Xâm nhập AM
Can nhiễu vô tuyến AM phát sinh từ các trạm vô tuyến thương mại liên tục chiếm các băng tần
rộng 10 kHz trong dải từ 560 kHz tới 1,6 MHz, vì vậy ảnh hưởng lên luồng xuống của cả ADSL
và VDSL . Nhiều trạm vô tuyến AM có thể đồng thời làm việc trong môi trường đô thị và hiển
nhiên có mặt trên các đường điện thoại. Các trạm vô tuyến AM có thể phát quảng bá tại các
mức công suất tới 50,000 W và có thể phát mức công suất cao nhất vào ban đêm. Các tín hiệu
vô tuyến vì vậy xuất hiện cao hơn các tín hiệu HAM khoảng 20 dB, nhưng ta cần nhớ rằng cân
52 CHƯƠNG 4. TRUYỀN DẪN ĐÔI DÂY XOẮN
bằng cáp điển hình tốt hơn ở các tần số thấp hơn (giảm từ 10 đến 20 dB). Ngoài ra, khoảng cách
từ một tháp vô tuyến AM tới đường điện thoại thường vào khoảng trên 10 m hay 1 km (giảm
40 dB), và năng lượng trải qua 4 lần độ rộng băng tần (giảm xuống 6 dB). Vì vậy, các tín hiệu
vô tuyến AM có xu hướng liên tục do bản chất hai băng bên cộng với sóng mang. Các đặc tính
nhiễu ADSL và VDSL vì vậy sử dụng một mô hình 10 tần số, ở đó tất cả các nhiễu là dạng sin.
Mức xâm nhập AM một lần nữa có thể sánh với hoặc lớn hơn các mức nhiễu xuyên âm và
nhiễu nền trên một DSL và vì vậy không thể được bỏ qua bởi các nhà thiết kế. Tuy nhiên các
tín hiệu vô tuyến AM có vẻ không đủ lớn để làm bão hòa các mạch tương tự của các bộ thu phát
DSL.
4.6.8 Nhiễu xung
Nhiễu xung là xuyên âm không ổn định từ các sự kiện phóng điện từ nhất thời ở gần các đường
dây điện thoại. Các ví dụ về các yếu tố gây ra xung rất đa dạng như mở cửa tủ lạnh (đóng mở
mô tơ), các điện áp điều khiển thang máy (các đường điện thoại trong các tòa nhà thường chạy
qua các đường thông của thang máy), và rung chuông điện thoại trên các đường dây chia sẻ cùng
một binder. Các hiệu ứng này là tạm thời và dẫn tới sự tiêm nhiễm nhiễu vào đường điện thoại
thông qua cùng một cơ chế cơ bản như xâm nhập nhiễu RF, nhưng điển hình là tại các tần số
thấp hơn nhiều.

Các điện áp tạo ra do cảm ứng Differential (hay kim loại) điển hình là vài mV, nhưng có thể
lên tới 100 mV. Các điện áp như vậy có thể coi là nhỏ nhưng suy hao nghiêm trọng ở các tần
số cao trên đôi dây xoắn có nghĩa là một xung có thể có mặt tại một máy thu với mức rất lớn so
với các mức tín hiệu DSL thu được. Các điện áp common mode được tạo ra bởi các xung có thể
là có biên độ cỡ bội số của 10V. Các xung điển hình kéo dài từ 10 lần đến 100 lần micro giây
nhưng cũng có thể kéo dài tới 3 ms.
Một số nghiên cứu về xung dẫn ra cả hai mô hình phân tích các xung dựa trên các phân tích
thống kê qua 100.000 xung bởi nhiều nhóm nghiên cứu khác nhau. Tuy nhiên, các nghiên cứu
khác khẳng định rằng các xung không tuân theo kết quả phân tích và các nhà nghiên cứu ưa
thích lưu giữ các dạng sóng đại diện trong trường hợp xấu nhất. Do vậy, lĩnh vực lập mô hình
xung liên tục gây tranh cãi, có khả năng là các nguyên nhân gây ra các xung là quá đa dạng đến
mức mà bất kỳ sự cố gắng về mặt kỹ thuật và các mục đích phép đo nhất thiết có sự khác biệt.
Mô hình phân tích được sử dụng rộng rãi nhất là xung Cook, lấy tên của John Cook của Bristish
Telecom. Cook đã ghi lại trên 100.000 xung và nhờ máy tính đã phân tích khoảng 89.000 trong
số chúng trên nhiều đường điện thoại như một cơ sở cho mô hình của ông ta trong phần sau.
Tuy nhiên tiêu chuẩn ADSL sử dụng hai xung đo được thay vì xung Cook và một công thức
thực nghiệm khác cung cấp bởi Bellcore nhằm đưa ra mối quan hệ giữa các kết quả đo thử và
hoạt động.
Trong phần này chúng ta sẽ tập trung vào xung Cook và tham khảo tới tài liệu tham khảo
[12] hoặc tổng kết về các phương pháp đo thử trong Phần 8.3. Đo thử ADSL ban đầu sử dụng
cả xung Cook và một tập 12 xung trong trường hợp xấu nhất do NYNEX gợi ý.
4.6. NHIỄU 53
4.6.9 Xung Cook
Một cách thống kê, Cook đã tìm được biên độ xung tăng lên theo độ rộng băng tần của DSL
đang được xem xét. Sự tăng này đổ dồn về độ rộng băng tần lớn hơn của bộ lọc thu DSL, đơn
giản có nghĩa là suy hao xung ít hơn. Điện áp vi phân cảm ứng bởi một xung được tìm thấy có
giá trị đỉnh tăng lên theo
V
imp.peak
= λ.f

3/4
DSL
.τ
1/3
mV (4.19)
ở đây λ là một hằng số biểu thị mức độ xuất hiện, f
DSL
là độ rộng băng tần được sử dụng bởi
DSL và τ là khoảng thời gian quan sát xung. Một giá trị điển hình cho hằng số chắc chắn (hay
tần suất xuất hiện) là λ = 0, 28 với giá trị trong trường hợp xấu nhất là λ = 1, 4. Vì vậy, các hệ
thống độ rộng băng lớn hơn cho các xung có độ lớn lớn hơn (tăng lên theo lũy thừa 3/4 của độ
rộng băng tần). Và ta quan sát càng lâu thì biên độ xung có giá trị lớn xuất hiện càng nhiều. Kỳ
lạ thay, phân bố điện áp mode chung là không phụ thuộc vào tần số và là
V
common
= µ.
√
τmV (4.20)
với µ là tần suất xuất hiện mode chung với giá trị điển hình là 1100 và giá trị trong trường hợp
xấu nhất là 4400. Sự không phụ thuộc vào tần số hiển nhiên là một dấu hiệu cho thấy cân bằng
giảm ở các tần số cao hơn, rõ ràng
4.6.10 Can nhiễu giữa các DSL và ghép kênh
Chương 5 khái quát nhiều phương thức ghép kênh khác nhau sử dụng cho DSL. Tính tương thích
phổ ám chỉ tới sự chồng lấn băng tần truyền có thể xảy ra trên các đường DSL khác nhau chia
sẻ cùng một đường cáp hoặc, xấu hơn nữa là trong cùng một binder. Phần 3.6 đã trình bày các
hàm ghép xuyên âm. Mức độ xuyên âm có thể đủ lớn ở các tần số cao để phá vỡ một dịch vụ
khác. Ví dụ đặc biệt đáng chú ý là các mạch T1. Các mạch T1 đã được triển khai trong nhiều
năm bởi các công ty điện thoại và đã được thiết kế và chuẩn hóa vào thời điểm khi mà kỹ thuật
truyền dẫn lãng phí băng tần và năng lượng. Xuyên âm từ dịch vụ đặc biệt này lớn hơn bất kỳ
xuyên âm nào khác. Thật may mắn, các đường T1 đang trở nên ít phổ thông do chúng đang dần

được thay thế bởi các kỹ thuật mới hơn, phương thức hiệu quả hơn của HDSL. (Các đường T1
được thay thế chỉ khi chúng không còn phục vụ nữa) Xuyên âm HDSL xâm nhập ít hơn nhiều
so với các dịch vụ khác. Một đường truyền ADSL 6 Mbit/s có tốc độ gấp 4 lần tốc độ của T1,
nhưng vẫn gây ra rất ít xuyên âm. Nó vẫn gây ra mức xâm nhập khá lớn, đặc biệt là tới các dịch
vụ mới hơn như VDSL.
Vì vậy, vấn đề là phân bổ băng tần sử dụng cho các dịch vụ khác nhau theo một cách mà ít
gây ra xâm nhập vào các dịch vụ khác dự định sử dụng trong cùng 1 cáp. Một qui luật thường
được sử dụng là một dịch vụ mới không nên gây nhiều xuyên âm hơn bất kỳ dịch vụ hiện có
nào. Hình 3.26 cho thấy nhiều băng tần khác nhau của các tín hiệu xDSL và các mức công suất
gần đúng. Như có thể thấy, trong khi các dịch vụ mới có xu hướng sử dụng băng tần rộng hơn
nhưng phổ công suất của chúng lại nhỏ hơn các dịch vụ hiện tại trong băng tần của các dịch vụ
cũ hơn. Hình 3.17 cho thấy phổ xuyên âm của ISDN, HDSL, và ADSL luồng lên. Hình 3.18
cho thấy phổ xuyên âm của tín hiệu ADSL luồng xuống.
Nhiễu nền danh định trên đôi dây xoắn không được lớn hơn -140 dBm/Hz, vì vậy các nhiễu
này rõ ràng là đáng kể. DSL có độ rộng băng tần lớn hơn điển hình khai thác truyền dẫn ở các
54 CHƯƠNG 4. TRUYỀN DẪN ĐÔI DÂY XOẮN
tần số cao hơn trên các đường truyền ngắn hơn, ở đó xuyên âm từ các dịch vụ hiện có xuất hiện
tương đối nhỏ hơn do các tín hiệu đường bị suy hao ít hơn.
4.6.11 Tự can nhiễu
Tự xuyên âm là xuyên âm cảm ứng vào một dịch vụ bởi một đường DSL tương tự. Loại tương
thích phổ này là quan trọng nhất khi một nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn cung cấp một dịch vụ
DSL nhất định trên một phạm vi rộng. Khi đó các DSL cùng loại sẽ gây ra xuyên âm sang một
đường khác.
Tính bất đối xứng trước tiên được giới thiệu bởi Lechleider của Bellcore về ADSL. ADSL
phát qua một băng tần xuống rộng hơn nhiều luồng lên, và vì vậy phần lớn tín hiệu luồng xuống
là không bị ảnh hưởng của tự xuyên âm. Điều này cho phép tín hiệu luồng xuống có tốc độ cao
hơn nhiều tốc độ có thể với truyền dẫn đối xứng (với tất cả các khía cạnh là như nhau). Do cả
băng tần của các ứng dụng giải trí (truyền hình trực tuyến và phim theo yêu cầu) và Internet phù
hợp với tính bất đối xứng của ADSL, việc sử dụng truyền dẫn bất đối xứng vì các lý do kỹ thuật
cũng phù hợp với thị trường về các dịch vụ. Các DSL mới hơn như g.lite và VDSL cũng có tối

thiểu một số phương thức hoạt động không đối xứng.
Nhiễu tự xuyên âm đầu gần có thể giảm nhẹ hoặc trong miền tần số (bằng cách sử dụng phổ
truyền dẫn không chèn lấn) hoặc trong miền thời gian (bằng cách đồng bộ các DSL vào đồng hồ
mạng để chúng phát lên và xuống ở các khe thời gian khác nhau theo nhóm). Tuy nhiên, FEXT
sẽ có mặt hoặc trong phương thức phân miền thời gian hoặc phân miền tần số.
4.6.12 Các mô hình Mật độ Phổ Công suất xuyên âm NEXT và FEXT
NEXT và FEXT đối với các DSL khác nhau được xác định bằng cách áp dụng các hàm truyền
đạt công suất NEXT và FEXT:
P SD
NEXT
= P SD
disturber
.(N/49)
6
.10
−13
.f
1,5
(4.21)
P SD
F EXT
= P SD
disturber
.|H(f)|
2
.(N/49)
6
.(9 × 10
−20
).d.f

2
(4.22)
(ở đây N là số nguồn gây xuyên âm và d là độ dài của mạch vòng tính bằng feet) như đã đề
cập trong phần 3.6 và áp dụng để xác định PSD cho các loại DSL khác nhau
NEXT và FEXT trong ISDN
Đối với NEXT và FEXT của ISDN 2B1Q,
4.6.13 Các mạng 3 cửa cho DSL
Hình 3.25 cho thấy hai mạng 3 cửa được quan tâm trong DSL, đó là các bộ tách POTS và các
mạch sai động. Các bộ tách POTS tách riêng tín hiệu DSL khỏi các tín hiệu điện thoại trên đôi
4.6. NHIỄU 55
dây xoắn ở đó 3 cửa là cửa cho đường điện thoại (LINE), cửa nối tới máy điện thoại (TELE),
và cửa nối tới modem DSL (DSL). Các mạch sai động tách các tín hiệu phát (XMIT) và thu
(RCVR) khỏi đường song hướng (LINE). Có hai loại sai động cho POTS và cho DSL. Điển
hình, các mạch sai động POTS (hoặc ISDN) có đầu ra LINE của chúng cấp vào đầu vào TELE
của một bộ tách, trong khi các mạch sai động DSL có đầu ra của chúng cấp vào cổng DSL của
bộ tách. Các bộ tách điển hình được sử dụng với ADSL và VDSL, mặc dù có thể sử dụng chúng
cho HDSL hay ISDN với mức độ phức tạp tăng lên đối với các máy thu liên quan.
Thay vì hai đặc tính suy hao xen, cân bằng và suy hao phản xạ của mạng 2 cửa (mỗi đặc
tính cho hai hướng truyền), có tới 6 kết nối đáng quan tâm cho đặc tính suy hao xen, suy hao
phản xạ, và cân đối trong mạng 3 cửa. Phần này thảo luận mỗi đặc tính của chúng cho hai kiểu
mạng 3 cửa.
Các bộ tách POTS
Phần này trình bày tách biệt mỗi trong số 3 khả năng kết nối mạng hai cửa trong bộ tách. Hình
3.26 phân chia chức năng bộ tách POTS thành các bộ lọc thông thấp và thông cao. Điển hình,
bộ lọc thông cao được đặt trong một bộ thu phát DSL, trong khi bộ lọc thông thấp có thể được
tách khỏi bộ thu phát DSL và có thể nằm ngay trong bộ thu phát DSL, hoặc có thể nằm bên
trong máy điện thoại.
Thảo luận hoàn chỉnh hơn về các bộ lọc ADSL có thể được tìm thấy trong bài báo xuất sắc
viết bởi Cook và Sheppard.
TELE tới LINE

Kết nối từ TELE vào LINE theo cả hai hướng và chỉ cho qua các tín hiệu POTS tần số thấp
(hay ISDN) giữa đường điện thoại và cổng TELE. Các tín hiệu DSL không được có mặt ở cổng
TELE, mà các tín hiệu TELE cũng không được xuất hiện tại cổng DSL. Lọc thông thấp phải
làm suy hao tất cả trừ các tần số DSL thấp nhất khi các tín hiệu DSL xâm phạm cổng TELE. Bộ
lọc thông cao vì vậy có trở kháng cao (nghĩa là nó khởi đầu bằng một điện dung nối tiếp) trong
băng tần thấp của POTS/ISDN và có trở kháng thấp trong dải tần cao của DSL, vì vậy mạng 3
cửa trở thành một mạng 2 cửa giữa TELE và LINE đối với các tần số sử dụng bởi POTS/ISDN.
Đối với mục đích đo thử và thiết kế, cổng DSL của một bộ tách điển hình được kết cuối bằng
một tải điện trở xấp xỉ khoảng từ 100 đến 135 Ω, trở này được mô hình bởi mạch trong hình
3.27. Tại các tần số cao, mạch sẽ có trở kháng 100 Ω với cáp Mỹ và Châu á. ở Châu Âu, cáp
với trở kháng 135 Ω thường được sử dụng.
Bộ lọc thông thấp cũng phải làm suy hao các thành phần tần số cao hơn của các tín hiệu báo
hiệu, và các điện áp báo hiệu khác bắt nguồn từ các thiết bị POTS hay PSTN. Thường thì các
tín hiệu quá độ báo hiệu rung chuông quyết định mức độ loại trừ trong băng bị chặn cần thiết
bởi bộ lọc thông thấp của bộ tách, chứ không phải là yêu cầu về chặn các thành phần tần số cao
của DSL. Sở dĩ như vậy là do các tín hiệu rung chuông có thể có các mức nhất thời từ hàng chục
đến hàng trăm von, và ngay cả ở các tần số cao hơn quá độ có thể chiếm ưu thế trong bộ thu
phát DSL. (thời gian quá độ như vậy là một nguồn nhiễu xung được thảo luận trong phần 2.6.3)
Các đặc tính DC: Kết nối từ TELE tới LINE phải mang tối đa 100 mA dòng DC được sử
56 CHƯƠNG 4. TRUYỀN DẪN ĐÔI DÂY XOẮN
Bảng 4.2: Các trở kháng kết cuối bộ tách băng POTS cho tính toán và thiết kế Suy hao bộ lọc
thông thấp và Suy hao phản xạ
TELE PORT-Bộ tách CO- USA 900 Ω
TELE PORT-Bộ tách RT- USA 600 Ω
LINE PORT-Bộ tách CO Điện trở 800 Ω mắc song song với điện trở 100 Ω và tụ điện 50 nF nối tiếp
LINE PORT-Bộ tách RT Điện trở 1330 Ω song song với điện trở 348 Ω nối tiếp với tụ điện 100 nF
LINE PORT-ITU Sách xanh điện trở 320 Ω mắc nối tiếp với điện trở 1050 Ω//điện dung 230 nF
dụng để cấp nguồn cho các máy điện thoại. Các điện áp DC lên tới 105 V phải có thể đi qua
như trường hợp các tín hiệu chuông (tần số điển hình từ 20 đến 30 Hz) xếp chồng lên điện áp
DC với điện áp trung bình là 103 VAC (rms). Điện trở DC của kết cuối ngoài cổng DSL phải

vượt quá 5 MΩ khi đo thử hoặc thiết kế, điều đó có nghĩa rằng điện trở DC đầu vào của bộ lọc
thông cao trong một bộ tách phải vượt quá 5 MΩ khi được kết cuối bằng trở kháng bộ thu phát
DSL như trình bày trên Hình 3.27. Khi bộ lọc thông cao được tách xa khỏi bộ lọc thông thấp,
các tụ điện nối tiếp (12 µF trên mỗi dây ở Mỹ) có thể được chèn vào các dây trên LPF mà đi
vào HPF và cần phải được ghi nhớ khi thiết kế bất kỳ một bộ lọc thông cao HPF nào nhất thiết
phải đảm bảo rằng yêu cầu về điện trở DC được đáp ứng dù bất cứ cái gì được nối vào dây dẫn.
Suy hao xen: Suy hao xen của kết nối từ TELE tới LINE phải nhỏ trong băng tần thoại từ
300 Hz tới 3300 Hz, với suy hao tăng lên 80 dB hoặc cao hơn tại một số tần số ngay trên các
băng tần POTS hay ISDN nhưng dưới băng tần DSL, tức là một bộ lọc thông thấp. Điển hình
các tần số rìa stop-band là từ 30 kHz đối với các DSL tốc độ thấp với các bộ tách POTS tới
150-300 kHz cho các DSL tốc độ cao hơn với các bộ tách ISDN. Một phiên bản thụ động của
một bộ lọc như vậy sẽ được thực hiện bằng điện cảm nối tiếp và điện dung song song, một mạng
không tổn hao. Các mạng thụ động không tổn hao của loại này có các mô hình 2 cửa đối xứng,
điều đó có nghĩa rằng suy hao xen và hàm truyền đạt tương ứng là như nhau cho cả hai hướng
miễn là các trở kháng kết cuối tại mỗi đầu là như nhau, nhưng thường thì đặc tính suy hao xen
thực tế không nhậy cảm đối với các giá trị trở kháng kết cuối. Bảng 3.9 trình bày một số lựa
chọn cho các trở kháng kết cuối cho mục đích đo thử. Điển hình, các giá trị thuần trở được sử
dụng cho thiết kế bộ lọc thông thấp.
Méo trễ của bộ lọc thông thấp điển hình là méo bậc 2 đối với các tín hiệu audio/điện thoại
băng tần thoại nhưng có thể quan trọng hơn nếu các modem băng tần thoại được sử dụng. Tăng
độ trễ gây ra bởi việc đặt bộ lọc POTS cần phải được giới hạn tới nhỏ hơn 250 µs nhằm đảm
bảo rằng các modem băng tần thoại không bị tổn thương quá mức.
Suy hao phản xạ. Suy hao phản xạ là tỷ số công suất tín hiệu phản xạ trên công suất tín
hiệu tới như được mô tả trong Phương trình (3.31) trong phần 3.5. Trong khi suy hao xen có thể
tương đối kém nhạy cảm với trở kháng kết cuối của bộ tách thì suy hao phản xạ lại rất nhạy
cảm. Điều này là do trở kháng bị phản xạ qua bộ tách có thể mang tính điện kháng nhiều hơn
bản thân đường truyền, nghĩa là thiết bị POTS hay PSTN gốc được thiết kế cho một trở kháng
khác (xem phần 3.9.2 về các mạch sai động). Các tải điện dung có thể dẫn tới những vấn đề suy
hao phản xạ đáng kể nếu tần số cắt thiết kế của bộ lọc là chật chội (tức là DSL sử dụng băng
tần dưới 100 kHz). Phản xạ tín hiệu thoại từ bộ tách có thể có nghe thấy trên máy điện thoại của

người sử dụng. Tín hiệu phản xạ này có thể gây khó chịu cho người sử dụng điện thoại. Mức
độ nghiêm trọng phụ thuộc nhiều vào tần số cắt và đường truyền thực tế mà cổng LINE của bộ
tách được nối vào. Phần này không trình bày sâu vấn đề này, nhưng người đọc nên tham khảo
4.6. NHIỄU 57
tài liệu [16] để có ví dụ mẫu về mức độ của vấn đề. Tài liệu tham khảo này cũng cho thấy vấn
đề có thể được loại trừ bằng các thiết kế bộ tách tích cực hoặc thiết kế thụ động ở đó tần số cắt
được chọn đủ lớn (vì vậy gây ra tổn thất hiệu năng, trên hệ thống DSL).
Cân bằng Như đã thảo luận trong các phần trước, cân bằng trong băng tần thoại của đường
điện thoại điển hình đạt từ 50 đến 60 dB hoặc cao hơn. Khi tần số tăng, cân bằng giảm trên
đường điện thoại. Các máy điện thoại ở phía khách hàng có thể không được cân bằng tốt với
lượng cân bằng đặc biệt thấp đối với các tín hiệu chuông và báo hiệu. Các tín hiệu mode chung
tần số cao từ LINE tới TELE có thể không có ảnh hưởng đáng kể lên điện thoại, đặc biệt nếu
máy phát DSL được cân bằng khá tốt. Tuy nhiên, nếu các tín hiệu chuông và các thời gian quá
độ kết hợp định đi qua thông qua đường mode chung tới bộ thu phát DSL thì nhiễu xung được
tạo ra qua đường mà có thể đi qua bộ lọc thông thấp vi phân được thiết kế tốt trong bộ tách.
Hình 3.28(a) cho thấy một phần bộ lọc thông thấp thụ động kết cuối đơn,