đồ án tốt nghiệp công nghệ đường dây thuê bao số xdsl và ứng dụng cho các dịch vụ truyền hình cáp

Website: Email : Tel (: 0918.775.368
LỜI NÓI ĐẦU
Từ đầu những năm 1990 các dịch vụ Internet bùng nổ mở đầu cho nhu
cầu truyền thông số liệu tăng nhanh. Thời kỳ này các modem tương tự còn được
sử dụng phổ biến để truy cập dữ liệu được truyền qua mạng PSTN. Tuy nhiên,
càng ngày các yêu cầu của khách hàng càng cao hơn và các modem tương tự với
tốc độ thấp không đáp ứng được. Hơn nữa, các mạng PSTN được xây dựng để
phục vụ các dịch vụ thoại truyền thống phải đối mặt với tình trạng tắc nghẽn
trầm trọng do việc truyền số liệu chiếm thời gian lớn hàng chục phút. Thực tế
này thúc đẩy các nhà nghiên cứu viễn thông phải nhanh chóng tìm ra một giải
pháp hiệu quả để cung cấp các dịch vụ băng rộng tới khách hàng. Trong số các
giải pháp được đưa ra, công nghệ đường dây thuê bao số DSL (Digital
Subscriber Line) nổi bật ở tính khả thi hơn cả. Không những đáp ứng được yêu
cầu truyền số liệu tốc độ nhanh hàng chục Mbit/s và đưa thông tin qua mạng
truyền số liệu mà công nghệ này còn không đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu lớn. Sở
dĩ có những đặc tính hấp dẫn như vậy thứ nhất là do loại bỏ được giới hạn băng
tần thoại, sử dụng toàn bộ băng tần hàng chục MHz của đôi dây đồng và áp
dụng các kỹ thuật tiên tiến tăng số bit/baud và thích ứng tốt với môi trường
truyền dẫn của đôi dây đồng. Thứ hai là do chỉ hoạt động trên đôi dây đồng của
mạch vòng thuê bao nên khi triển khai sẽ tận dụng được cơ sở hạ tầng sẵn có
của mạng truy nhập đã được xây dựng rộng khắp trên thế giới từ trước tới nay.
Chính vì vậy mà công nghệ DSL đã được lựa chọn như một công nghệ dẫn đầu
cho việc xây dựng mạng truy nhập trên toàn thế giới. Trong giai đoạn hiện nay,
các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế và các nhóm làm việc liên quan như ANSI, ETSI,
ITU, UAWG, T1E1.4, ADSL Forum đang nỗ lực đưa ra các tiêu chuẩn chung
cho các công nghệ này. Trên thế giới các nhà khai thác và quản lý viễn thông
cũng đã đưa công nghệ DSL vào mạng của mình và dự đoán số thuê bao DSL sẽ
tăng nhanh từ 18,7 triệu thuê bao năm 2002 tới trên 200 triệu thuê bao vào năm
2005.
Theo dõi quá trình phát triển công nghệ DSL cho mạng truy nhập, đề tài
tốt nghiệp “Công nghệ đường dây thuê bao số xDSL và ứng dụng cho các

1
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
dịch vụ truyền hình cáp” trình bày tổng quan về công nghệ DSL. Ngoài ra đề
tài xem xét đến khả năng triển khai một trong những ứng dụng cụ thể của xDSL
là cung cấp dịch vụ truyền hình cáp trên địa bàn Hà nội. Nội dung đề tài gồm 6
chương như sau :
Chương 1 : Giới thiệu chung về công nghệ đường dây thuê bao số, so
sánh nó với các công nghệ truy nhập băng rộng khác như quang và vô tuyến và
điểm qua tình hình triển khai DSL trên thế giới cũng như các dự án phát triển
DSL ở Việt nam.
Chương 2 : Trình bày về cơ sở kỹ thuật xDSL với các vấn đề dung lượng
truyền dẫn trên môi trường tạp âm của đôi dây đồng, các giải pháp kỹ thuật để
nâng cao tốc độ truyền số liệu và đồng thời nêu lên các khó khăn khi triển khai
dịch vụ DSL như chất lượng đôi dây đồng, môi trường tạp âm và tính tương
thích phổ của các dịch vụ.
Chương 3 : Giới thiệu về công nghệ ADSL là công nghệ được biết đến
nhiều nhất trong họ công nghệ xDSL. Các giải pháp kỹ thuật tiên tiến được áp
dụng trong công nghệ này, mô hình tham chiếu của hệ thống ADSL do ADSL
Forum đưa ra (giống mô hình tham chiếu của ITU-T trong khuyến nghị
G.992.1), tình trạng chuẩn hoá và ứng dụng của ADSL. Ngoài ra còn nêu những
ưu điểm mới trong phiên bản rút gọn là ADSL.Lite.
Chương 4 : Giới thiệu về công nghệ VDSL là công nghệ đạt tốc độ truyền
dẫn cao nhất trong họ xDSL. Ở đây đề cập tới những đặc trưng riêng về môi
trường truyền dẫn, khả năng kết hợp với cấu hình phân bố cáp sợi quang tới gần
thuê bao cùng với các giải pháp kỹ thuật và mô hình tham chiếu hệ thống do
ANSI đưa ra cũng như các ứng dụng của nó.
Chương 5 : Trình bày về các giải pháp DSL khác gồm các công nghệ
HDSL, HDSL2, IDSL, SDSL, dịch vụ Voice over DSL, cấu hình mạng ATM
over DSL và một số tên modem thuộc công nghệ DSL như : RADSL, CDSL,
MDSL, G.shdsl, Etherloop.

Chương 6 : Giới thiệu về một loại dịch vụ băng rộng đang xuất hiện rộng
rãi là các dịch vụ Video theo yêu cầu (Video on Demand) và việc lựa chọn giao
2
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
thức tối ưu cho các lớp trên để cung cấp dịch vụ này qua đường dây DSL, kiến
trúc mạng Video over DSL điển hình. Cuối cùng là các vấn đề trong mạng truy
nhập Việt nam và giải pháp được lựa chọn để triển khai dịch vụ truyền hình cáp
quảng bá cho Bưu điện Hà nội.
Do hạn chế về thời gian và năng lực nên nội dung của đồ án tốt nghiệp
này không tránh khỏi những sai sót, em mong được thầy cô và các bạn quan tâm
góp ý thêm.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành
đồ án tốt nghiệp này. Cảm ơn Viện KHKT Bưu điện, Bưu điện Hà nội và trung
tâm VDC đã cung cấp tài liệu và hướng dẫn về chuyên môn cho em trong quá
trình làm đề tài.
3
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
CÁC CHỮ VIẾT TẮT
2B1Q 2-binary, 1Quaternary Mã 2B1Q
AAL ATM Adaptaion Layer Lớp thích ứng ATM
ADC Analog Digital Conversion Bộ chuyển đổi tương tự-số
ADSL Asymmetric DSL Dây thuê bao số không đối xứng
AM Amplitude Modulation Điều chế biên độ
AMI Alternate Mark Inversion Mã đảo dấu luân phiên
ANSI American National Standards
Institute
Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ
ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền dẫn không đồng bộ
ATM 25 Asynchronous Transfer Mode
25Mbit/s

Một phiên bản ATM 25 Mbit/s
ATU ADSL Transmission Unit Khối truyền dẫn ADSL
ATU-C ADSL Transmission Unit-CO Khối truyền dẫn ADSL phía tổng đài
ATU-R ADSL Transmission Unit-
Remote
Khối truyền dẫn ADSL phía thuê bao
xa
AWGN Add White Gauss Noise Nhiễu tạp âm Gauss trắng cộng
Backbon
e
Hệ thống truyền thông kết nối nhiều
thiết bị mạng với nhau có tốc độ truyền
dẫn cao
Bit/s bit per second Bit trên giây
BER Bit error rate Tỉ lệ lỗi bit
BRA Basic Rate Access Sự truy cập tốc độ cơ sở
BRI Basic Rate Interface Giao diện tốc độ cơ sở
Bridge
tap
Cầu nối rẽ là nhánh của đôi dây xoắn
không kết cuối được đưa vào để mở
rộng mạch vòng thuê bao
CAP Carrierless Aplitude Phase
modulation
Điều chế biên độ pha không sử dụng
sóng mang
CATV Cable television Truyền hình cáp
CDMA Code Division Multiple
Access
Kỹ thuật đa truy nhập phân kênh theo

mã
CLEC Competitive Local Exchange
Carrier
Công ty viễn thông nội hạt cạnh tranh
CO Central Offices Trung tâm chuyển mạch hoặc tổng đài
nội hạt
CPE CustomerPremises Equipment Thiết bị kết cuối truyền thông tại nhà
4
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
thuê bao
DBS Direct Broadcast Satellite Hệ thống quảng bá trực tiếp từ vệ tinh
DCS Digital Cross-connect System Hệ thống nối chéo số
DLC Digital Loop Carrier Hệ thống truyền dẫn số trên mạch vòng
thuê bao
DMT Discrete Multitone Điều chế đa âm tần rời rạc
DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số
DSLAM DSL Access Module Khối ghép kênh truy nhập DSL
DWDM Density WaveDivision
Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo bước sóng
mật độ cao
DWMT Discrete Wavelet Multitone Điều chế đa tần sóng rời rạc
E1 Đường truyền tốc độ 2,048 Mbit/s theo
tiêu chuẩn châu Âu
EC Echo Canceller Thiết bị khử tiếng vọng
ETSI European
Telecommunications Standard
Institute
Viện tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu
Fast-

retrain
Thủ tục được thiết lập giữa các modem
G.Lite để đảm bảo tốc độ hoạt động tốt
nhất theo trạng thái đường dây
FCC Federal Communications
Commision
Uỷ ban Viễn thông liên bang Mỹ trực
thuộc chính phủ đưa ra các qui định
cho ngành công nghiệp viễn thông, vô
tuyến và truyền hình
FDD Frequency Division Duplexed Phương thức truyền dẫn song công
phân chia theo tần số
FDM Frequency Division
Modullation
Ghép kênh phân chia theo tần số
FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước
FEXT Far End Crosstalk Xuyên âm đầu xa
FSAN Full Service Access Network Mạng truy nhập đầy đủ dịch vụ
FSK Frequency Shift Keying Khoá pha theo tần số
FSN Full Service Network Mạng truyền thông cung cấp cả dịch vụ
băng rộng và dịch vụ băng hẹp
FTTB Fiber To The Building Cáp quang đến toà nhà
FTTCab Fiber To The Carbinet Cáp quang đến Cabinet
FTTC Fiber To The Curb Cáp quang tới cụm dân cư
FTTH Fiber To The Home Cáp quang tới tận nhà thuê bao
5
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
FTTO Fiber To The Office Cáp quang tới các cơ quan nhỏ
FTTEx Fiber to the Exchange Cáp quang đến tổng đài
Guardba

nd
Băng tần bảo vệ
Handsha
ke
Thủ tục bắt tay
HDSL High-bit-rate DSL Đường dây thuê bao số tốc độ bit cao
HDTV High Definition Television Truyền hình độ phân giải cao
HFC Hybrid Fiber-Coax Mạng lai cáp đồng trục
HPF High Pass Filter Bộ lọc thông cao
HPPI High Performance Parallel
Interface
Giao diện song song hiệu năng cao
HTU-C High-bit-rate Terminal unit
Central office
Đơn vị đầu cuối tốc độ bit cao thuộc
tổng đài
Hub Khối trung tâm
HTU-R High-bit-rate Terminal unit
Remote
Đơn vị đầu cuối tốc độ bit cao thuộc
thuê bao xa
IEEE Institute of Electrical and
Electronics Engineers
Hiệp hội kỹ sư điện và điện tử
ILEC Incumbent Local Exchange
Carrier
Công ty viễn thông nội hạt độc quyền
IP Internet Protocol Giao thức Internet
IDSL IDSN DSL Công nghệ đường dây thuê bao số tốc
độ 128 kbit/s

ISDN Intergrated Services Digital
Network
Mạng số đa dịch vụ
ISI InterSymbol Interference Nhiễu giao thoa giữa các ký tự
ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet
ITU Interntional
Telecommunications Union
Tổ chức viễn thông quốc tế
IVOD Interactive Video On Demand Dịch vụ video theo yêu cầu tương tác
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
LMDS Local Multipoint Distribution
System
Hệ thống phân bố đa điểm nội hạt
LPF Low Pass Filter Bộ lọc thông thấp
LTU Line Terminal Unit Khối kết cuối đường dây
MDF Main Distribution Frame Giá phối dây chính
MDSL Multirate Digital Subscriber Đường dây thuê bao số đa tốc độ
6
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Line
MMDS Multichanel Multipoint
Distribution System
Hệ thống phân phối đa điểm đa kênh
MPEG Motion Picture Experts Group Nhóm chuyên gia hình ảnh động
MODE
M
Modulation/Demodulation Điều chế/giải điều chế
MUX Multiplexer Bộ ghép kênh
NEXT Near End Crosstalk Xuyên âm đầu gần
NIC Network Interface Card Card giao diện mạng

NID Network Interface Device Thiết bị giao diện mạng
NRZ Non Return Zeror Mã đường truyền NRZ
NSP Network Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ mạng
NT Network Termination Kết cuối mạng
NTU Network Termination Unit Khối kết cuối mạng
NVOD Near Video On Demand Dịch vụ video gần theo yêu cầu
ONU Optical Network Unit Đơn vị mạng quang
PAM Pulse Amplitude
Modulatedtion
Điều chế biên độ xung
PBX Private Branch Exchange Tổng đài cơ quan (nội bộ)
PON Pasive Optical Network Mạng quang thụ động
POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ thoại thông thường
PPP Piont-to-Point Protocoll Giao thức điểm nối điểm
PRA Primary Rate Access Truy cập tốc độ sơ cấp
PRI Prymary Rate Interface Giao diện tốc độ sơ cấp
PSD Power Spectral Density Mật độ phổ công suất
PSTN Public Switch Telephone
Network
Mạng điện thoại chuyển mạch công
cộng
QAM Quarature Amplitude
Modullation
Điều chế biên độ cầu phương
QoS Quality of Service Chất lượng của dịch vụ
QPSK Quadrature Phase Shift
Keying
Khoá dịch pha cầu phương
RADSL Rate AdaptiveDigital
Subscriber Line

Đườn dây thuê bao số thích ứng tốc độ
RJ.45 Modul kết nối 8 dây tiêu chuẩn
RF Radio Frequency Tần số vô tuyến
RFI Radio Frequency Interference Nhiễu tần số vô tuyến
RT Remote Terminal Thiết bị đầu cuối xa
SDSL Single pair DSL Mạch vòng thuê bao số một đôi sợi
SNR Signal Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
SVC Switched Virtual Channel Kênh chuyển mạch ảo
7
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
SYN Synchronization Symbol Ký hiệu đồng bộ
TCM Trellis Code Modulation Điều chế được mã hoá lưới
TDD Time Division Duplexed Phương thức truyền dẫn song công
phân chia theo thời gian
TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian
UTP Unshielded Twisted Pair Đôi dây xoắn không bọc kim
VC Virtual Channel Kênh ảo
VDSL Very High-speed DSL Mạng thuê bao số tốc độ rất cao
VoD Video on Demand Video theo yêu cầu
VoDSL Voice overDSL Dịch vụ thoại qua DSL
VTU-O VDSL Termination Unit-
Center Office
Khối đầu cuối VDSL phía tổng đài
VTU-R VDSL Termination Unit-
Remote Subsriber
Khối đầu cuối VDSL phía khách hàng
WLL Wireless Local Loop Mạch vòng vô tuyến nội hạt
xDSL x Digital Subscriber Loop Họ công nghệ đường dây thuê bao số
8
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XDSL
1.1 Tổng quan các phương thức truy nhập mạng
Ngày nay, nhu cầu của khách hàng về các dịch vụ băng rộng đang tăng
nhanh. Những khách hàng là các doanh nghiệp thường yêu cầu các dịch vụ băng
rộng tương tác như : truy nhập Internet tốc độ cao, hội nghị truyền hình, video
theo yêu cầu. Còn những khách hàng thông thường thì yêu cầu các dịch vụ
không tương tác như 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 được trang bị từ xưa 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 0,3÷3,4 kHz với tốc độ truyền số liệu tối đa là 56 kbit/s nên không
đáp ứng được 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 được đưa ra xem xét :
+ Kỹ thuật truy nhập mạch vòng cáp đồng hay được gọi là kỹ thuật
đường 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 thường được gọi là các
công nghệ xDSL, chữ x thể hiện cho các công nghệ DSL khác nhau như :
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 vì vậy băng
thông truyền dẫn cao hơn. Trên đó, người ta sử dụng các phương pháp mã hoá
khác nhau để có thể truyền được tốc độ dữ liệu rất cao. Tốc độ của đường dây
xDSL tuỳ thuộc thiết bị sử dụng, khoảng cách từ tổng đài tới thuê bao, chất
lượng tuyến cáp, kỹ thuật mã hoá Thông thường 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
1

VDSL cho phộp truyn s liu vi tc lờn ti 52 Mbit/s theo hng t tng
ONU
đôi dây đồng / VDSL
Dây đồng / xDSL
Cáp đồng trục
Trạm mặt đất
Hình 1.1 Các phơng thức truy nhập băng rộng
CO
PSTN
CO
i xung thuờ bao. im ni bt ca k thut xDSL l tn dng c c
s h tng cỏp ng ph bin trờn th gii nờn nú ó mau chúng chuyn t giai
on th nghim sang th trng thng mi rng ln ỏp ng nhu cu phõn
phi cỏc dch v bng rng ti ngi s dng. in hỡnh l M- th trng
DSL ln nht hin nay, vo cui nm 2000 cú gn 200 triu ng dõy truy
2
nhập cố định được lắp đặt. Trong đó có 50% tức gần 100 triệu đường dây cung
cấp dịch vụ DSL và người ta ước tính con số này sẽ tăng lên đến 70% (khoảng
140 triệu đường dây) vào năm 2004 [7]. Một trong các lý do phát triển nhảy vọt
của thị trường DSL ở Mỹ là sự kiện sửa đổi điều lệ hoạt động viễn thông của
quốc hội Mỹ vào năm 1996 cho phép các công ty viễn thông cạnh tranh CLEC
sử dụng những điều kiện truy nhập như các công ty độc quyền sở hữu mạng
truyền tải nội hạt ILEC để cung cấp các đường truy nhập tốc độ cao cho dịch vụ
của mình. Vì vậy đã tạo cơ hội cho những công ty cạnh tranh thuê cơ sở hạ tầng
của ILEC mà không cần đầu tư xây dựng nên chi phí dịch vụ giảm xuống thu
hút nhiều khách hàng hơn. Ngoài ra, khi vấn đề đầu tư 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 đưa ra.
+ Kỹ thuật truy nhập cáp sợi quang có các ưu điểm mạnh so với cáp
đồng. Sợi cáp quang cho phép tín hiệu truyền qua có cự ly xa hơn, khả năng
chống nhiễu và xuyên âm tốt, băng tần truyền dẫn rất lớn đảm bảo việc cung cấp
các dịch vụ băng rộng tới khách hàng. Như vậy mạng truy nhập cáp quang là
đích cuối cùng của các nhà quản lý và khai thác viễn thông. Tuy nhiên việc xây
dựng một mạng truy nhập sử dụng cáp quang đòi hỏi sự đầu tư 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 chưa 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, phương
án lắp đặt cáp quang tới từng cụm dân cư (FTTC) hoặc tới các toà nhà (FTTB),
các trụ sở cơ quan lớn (FTTO) có ý nghĩa hơn. Tín hiệu số từ các nhà cung cấp
dịch vụ truyền qua các tuyến trục chính tới các tổng đài trung tâm. Từ đây tín
3
hiệu đi theo phần mạng quang tới điểm phân phối để chuyển đổi sang tín hiệu
điện rồi được truyền trên đôi dây cáp đồng tới thuê bao. Công nghệ VDSL phù
hợp với đoạn dây đồng ngắn cho phép truyền tải luồng thông tin từ phần mạng
quang tới mỗi thuê bao là 52 Mbit/s và luồng lên là 2,3Mbit/s/thuê bao. Như
vậy, việc tồn tại đoạn cáp đồng cuối là một yếu tố thúc đẩy sự phát triển của
công nghệ xDSL. Phương án sử dụng cáp đồng trục để truyền tín hiệu từ phần
kết cuối mạng quang ONU tới thuê bao trong cấu hình HFC cũng được sử dụng
ở nhiều nước (ở Hà nội cũng đang trong giai đoạn thử nghiệm). Mạng lai ghép
quang/cáp đồng trục này sử dụng băng tần từ 0-50 MHz cho hướng lên và 50-
750 MHz cho hướng xuống cung cấp gần một trăm kênh truyền dẫn tốc độ cao
(6 MHz mỗi kênh) phân phối các luồng video tương tự, số, thoại, dữ liệu tới
người sử dụng. Tuy nhiên HFC phân phối dữ liệu quảng bá tức là cáp đồng trục
có thể phân phối nhiều kênh video tới một vùng dân cư nhưng cùng một thông

tin. Khi dùng chung cho nhiều người sử dụng thì băng thông của mỗi kênh trong
HFC không cao bằng DSL. DSL phân phối dữ liệu riêng tới từng người sử dụng
nên linh hoạt hơn. Hơn nữa ở các nước chưa có sẵn mạng cáp đồng trục thì việc
xây dựng hệ thống này cũng đòi hỏi chi phí đầu tư cao.
+ Kỹ thuật truy nhập vô tuyến cung cấp dịch vụ băng rộng có nhiều
loại khác nhau. LMDS - hệ thống phân bố đa điểm nội hạt là một kỹ thuật cung
cấp các dịch vụ đa phương tiện hai hướng gồm cả thoại và số liệu tốc độ cao. Hệ
thống này cho phép những nhà cung cấp dịch vụ ở xa, không có cơ sở hạ tầng có
thể cung cấp một cách truy nhập có hiệu quả kinh tế tới khách hàng. LMDS sử
dụng dải tần 1 GHz trong băng tần từ 27,5÷28,35 GHz, phạm vi phục vụ trong
vòng bán kính 3÷6 km. MMDS - hệ thống phân bố đa điểm đa kênh cũng là một
loại mạng băng rộng tương tự LMDS nhưng hoạt động ở tần số 2,4 GHz. Hệ
thống này có thể cung cấp 33 kênh TV tương tự tới các thuê bao trong bán kính
40-48 km từ trạm phát. Nếu tín hiệu video được số hoá và nén thì số kênh cung
cấp có thể lên tới 100 hoặc 150 kênh. Cũng như LMDS, MMDS yêu cầu anten
thu tại nhà thuê bao phải trong tầm nhìn thẳng với trạm phát. DBS - hệ thống
quảng bá trực tiếp từ vệ tinh là thế hệ tiếp theo của các dịch vụ truyền hình
4
quảng bá nhờ vệ tinh. Hệ thống DBS sử dụng kỹ thuật nén MPEG-2 cho tín hiệu
video số làm tăng hiệu quả sử dụng băng tần. Kích thước anten tại nhà khách
hàng giảm đi, chất lượng âm thanh và hình ảnh tốt hơn. Bộ set-top box tại nhà
khách hàng ngoài việc chuyển đổi tín hiệu số sang analog còn được trang bị
nhiều tính năng thông minh cung cấp nhiều dịch vụ mới như truyền hình tương
tác và thông tin theo yêu cầu. Mạch vòng thuê bao vô tuyến WLL cũng là một
giải pháp được sử dụng ở nhiều nơi trên thế giới. WLL có ưu điểm là lắp đặt
triển khai nhanh chóng, dễ thay đổi cấu hình lắp đặt lại ở phía thuê bao, dễ triển
khai ở những khu vực có địa hình hiểm trở. Tuy nhiên chi phí cho một thuê bao
vẫn cao hơn so với cáp đồng và dung lượng bị hạn chế theo dải tần được cung
cấp bởi cơ quan quản lý tần số.
Những nhược điểm mà kỹ thuật truy nhập vô tuyến không được 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 hưởng của thời tiết dễ hư hại do mưa, 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 ưu điểm khi triển khai ở những vùng dân
cư thưa thớt, tận dụng được những trạm gốc đã có sẵn.
Với lợi thế tận dụng mạng lưới cáp đồng đang tồn tại rộng khắp trên thế
giới không đòi hỏi vốn đâù tư ban đầu quá lớn với các kỹ thuật đang ngày càng
hoàn thiện nhằm cung cấp cho khách hàng mọi dịch vụ băng rộng theo yêu cầu
với giá cả hợp lý nên công nghệ xDSL đang thực sự trở thành sự lựa chọn số 1
cho các nhà cung cấp dịch vụ trong giai đoạn hiện nay.
1.2 Công nghệ xDSL:
5
xDSL là một họ công nghệ đường dây thuê bao số gồm nhiều công nghệ
có tốc độ, khoảng cách truyền dẫn khác nhau nên được 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 hướng ứng dụng của các công nghệ thì có thể phân thành 3 nhóm
chính như sau :
+ Công nghệ HDSL truyền dẫn hai chiều đối xứng gồm
HDSL/HDSL2 đã được chuẩn hoá và những phiên bản khác như : SDSL,
MDSL, IDSL.
+ Công nghệ ADSL truyền dẫn hai chiều không đối xứng gồm
ADSL/ADSL. Lite (G.Lite) đã được chuẩn hoá và các công nghệ khác như
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
6
VDSL
26 Mb/s đối xứng
13–52 Mb/s luồng
xuống
1,5-2,3 Mb/s luồng
lên
300 m – 1,5
km
(tuỳ tốc độ)
1 đôi
IDSL: (ISDN DSL) : Ngay từ đầu những năm 1980, ý tưởng về một
đường 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 tương ứng
với lượng tải tin là 144 Kb/s (2B+D). Trong IDSL, một đầu đấu nối tới tổng đài
trung tâm bằng một kết cuối đường 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 người ta sử dụng kỹ thuật khử tiếng vọng. IDSL cung cấp
các dịch vụ như : Hội nghị truyền hình, đường dây thuê riêng (leased line), các
hoạt động thương 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 đường 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 đường truyền 2B1Q tăng tỷ số bit/baud
thu phát đối xứng; mỗi đôi dây truyền một nửa dung lượng 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 ưu điểm : hoạt động ở nhiều
tốc độ khác nhau, sử dụng mã đường truyền hiệu quả hơn mã 2B1Q, khoảng
cách truyền dẫn xa hơn, chống nhiễu tốt hơn, có khả năng tương 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 nhưng công nghệ này được sử dụng rộng rãi cho các dịch vụ đối
7
xứng trong mạng nội hạt thay thế các đường 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
đường dây, sử dụng mã 2B1Q. Công nghệ này chưa có các tiêu chuẩn thống
nhất nên không được phổ biến cho các dịch vụ tốc độ cao. SDSL chỉ được 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.
ADSL: Công nghệ DSL không đối xứng (Asymmetric DSL)được 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) nhưng khoảng
cách truyền dẫn giảm đi. Một ưu điểm nổi bật của ADSL là cho phép khách
hàng sử dụng đồng thời một đường dây thoại cho cả 2 dịch vụ : thoại và số liệu

vì ADSL truyền ở miền tần số cao (4400 Hz÷1MHz) nên không ảnh hưởng tới
tín hiệu thoại. Các bộ lọc được đặt ở hai đầu mạch vòng để tách tín hiệu thoại và
số liệu theo mỗi hướng. 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 được xem xét kỹ trong chương 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 cư. VDSL truyền tốc độ dữ liệu cao qua các đường 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
8
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 như dịch vụ Internet tốc độ cao, các chương trình Video theo
yêu cầu.
1.3 Tình hình triển khai xDSL trên thế giới :
Trên thế giới hiện nay có khoảng 725 triệu đường truy nhập là đôi dây
đồng kết nối tới các hộ gia đình cũng như các khách hàng thương 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 được phát triển mạnh mẽ do các thiết bị trên
thị trường hoạt động tương 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
người sử dụng tự lắp đặt thiết bị tại nhà, giảm chi phí dịch vụ.
Trong cuộc họp của DSL Forum tại Rome vào tháng 3/2002 cho thấy

DSL đã được chấp nhận như 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). Người ta dự
đoán số thuê bao này còn tăng nhanh và đạt tới 200 triệu thuê bao vào năm
2005.
Bảng 1.2 Số lượng thuê bao DSL trên thế giới năm 2002 [28]
Khu
vực
Tổn
g số thuê
bao DSL
Số
lượng thuê
bao nhà
riêng
%
thuê bao nhà
riêng so với
tổng số
người dùng
Số
lượng thuê
bao là doanh
nghiệp
%
doanh
nghiệp so
với tổng
người dùng
Châ
u Á-Thái

bình dương
7,94
9,000
6,97
0,000
87.7
979,0
00
12.3
Bắc
mỹ
5,51
0,000
4,26
7,000
77.4
1,242,
000
22.6
9
Tây
âu
4,23
2,000
3,52
3,000
83.2
709,0
00
16.8

Đôn
g Nam á
499,
000
374,
000
75
125,0
00
25
Châ
u Mỹ
latinh
380,
000
271,
000
71.3
110,0
00
28.7
Đôn
g Âu
53,0
00
32,0
00
60.4
21,00
0

39.6
Khu
vực Trung
Đông và
châu Phi
48,0
00
37,0
00
77
11,00
0
23
Toàn
thế giới
18,6
71,000
15,4
73,000
82.9
3,196,
000
17.1
7,949,000
5,510,000
4,232,000
499,000
380,000
53,000
48,000

0
1,000,000
2,000,000
3,000,000
4,000,000
5,000,000
6,000,000
7,000,000
8,000,000
Thuª bao DSL
H×nh 1.2 Sè thuª bao DSL trªn thÕ giíi
Ch©u ¸ B¾c Mü T©y ¢u §NA Mü latinh §«ng ¢u T§-Ch©u Phi
TBD
10
Tại Việt nam, các dịch vụ DSL cũng đã từng bước được triển khai. Chủ
yếu là dịch vụ HDSL được sử dụng trong các đường E1của mạng truyền số liệu.
Tuy nhiên các nhu cầu truy nhập Internet tốc độ cao và các dịch vụ video theo
yêu cầu đang tăng nhanh đã góp phần thúc đẩy các dịch vụ ADSL mau chóng
được 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 Dương. 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 tương tự . Tuy nhiên, do mạng DSL
chỉ có thể đáp ứng được các thuê bao dưới 2M nên ước tính số thuê bao leased
đến năm 2003 có thể như bảng 1.3. Khi triển khai trên thực tế có thể số lượng
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 tư cho dự án này khoảng 700.000
USD.
Bảng 1.3 Dự kiến số lượng thuê bao xDSL theo số lượng thuê bao leased
line.[29]

2001 2002 2003
Leased
(64-
2M)
DS
L
Leased
(64-
2M)
DS
L
Leased
(64-2M)
DS
L
Hà nội 88 14 250 38 1203 181
TP HCM 135 21 355 54 1198 180
Đà Nẵng 9 2 36 6 81 13
Đồng Nai 7 2 22 4 51 8
Bình
Dương
5 1 14 3 36 6
Tổng số 244 40 678 105 2569 388
Tại Hà nội phương án triển khai dịch vụ truyền hình cáp sử dụng công nghệ
ADSL/VDSL cũng đã được xây dựng với số thuê bao dự kiến là :
Bảng 1.4 Dự kiến số lượng thuê bao truyền hình cáp[23]
Năm Năm Năm Năm 2005 Năm 2010
11
2002 2003 2004
Nhu cầu 71.000 142.000 213.00

0
50% số hộ dân
HN
90%số hộ dân
HN
Dự kiến
triển
khai
thực tế
20.000 50.000 100.00
0
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.
12
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ KỸ THUẬT XDSL
Đôi dây đồng truyền tín hiệu thoại là phương tiện truyền thông phổ biến
nhất trên thế giới. Nhiều năm qua, các nhà nghiên cứu viễn thông đã tìm cách
phát triển các kỹ thuật nâng cao băng thông và độ tin cậy truyền tin của đôi dây
đồng để có thể truyền số liệu với tốc độ cao. Trong chương này, ta xem xét các
giải pháp đã được đưa ra để khắc phục những yếu tố hạn chế tốc độ của chúng
và những kỹ thuật tiên tiến của xDSL đạt đến tốc độ hàng chục Mbit/s. Trước
hết là xem xét hai tính năng cơ bản của hệ thống truyền dẫn đôi dây đồng xoắn
đôi : dung lượng và độ tin cậy truyền tin.
2.1 Dung lượng và tỷ số SNR của đường dây đồng:

Từ năm 1948, Claude Shannon đã đưa lý thuyết dung lượng kênh: Dung
lượng của một kênh có độ rộng băng tần B (Hz) bị nhiễu bởi tạp âm trắng cộng
Gauss AWGN và giới hạn trong băng tần B, được xác định như sau:






+×=
N
S
BC 1log
2
(2.1)

Trong đó C (bit/s) là dung lượng kênh, S/N là tỉ số công suất tín hiệu trên
công suất tạp âm trong băng thông đó. Công thức này cho thấy có thể đạt dung
lượng kênh lớn bằng cách tăng B và SNR.
Dung lượng của đường truyền dẫn số được đánh giá bằng hiệu suất sử
dụng độ rộng băng tần. Việc nghiên cứu các kỹ thuật sử dụng hiệu quả băng tần
nhằm đạt được hai mục tiêu chính là đạt được hiệu suất sử dụng băng tần cực
đại và mức công suất phát tín hiệu nhỏ nhất (tức tỷ số S/N nhỏ nhất ở kênh bị
nhiễu AWGN). Hiệu suất sử dụng băng tần cũng được gọi là hiệu suất sử dụng
phổ tần. Hiệu suất sử dụng phổ tần được định nghĩa bằng tỉ số giữa tốc độ số
liệu R (bit/s) với độ rộng băng tần B (Hz).
B
R
=
η

bit/s/Hz
(2.2)
Hai nhân tố chính hạn chế hiệu quả sử dụng phổ tần của hệ thống truyền
dẫn số là giao thoa giữa các ký hiệu ISI và tạp âm. ISI xaỷ ra khi tín hiệu thu bị
13
mộo do hn ch bng tn ca kờnh truyn dn. Sn sau ca xung trc kộo di
chng ln lờn sn trc ca xung sau lm thay i biờn ca tớn hiu thu. Khi
nhng thay i quỏ cao s lm mc ngng logic u thu a ra nhng quyt
nh sai.
S hn ch bng tn cú th biu din bi hm truyn t ca b lc thụng
thp lý tng. Khi phỏt mt xung vo b lc ny thỡ ph ca xung nhn c
u ra b lc cú dng hm ch nht nh sau:









=
o
f
f
fH
2
)(
(2.3), trong ú
o

l tn s ct.
Thc hin bin i Fourier ngc ta nhn c ỏp ng u ra:
( )
tfcfth
oo
2sin2)(
=
(2.4)
-1T
b
0 T
b
2T
b
3T
b
4T
b
ISI=0 ISI=0 ISI=0 ISI=0 ISI=0 ISI=0
Hình 2.1 Đáp ứng đầu ra của bộ lọc thông thấp lý tởng khi
đầu vào là một dãy xung kim chu kỳ T
b
h(t)
t
Dng ca ỏp ng ny nh hỡnh 2.1. Ngoi tr giỏ tr nh ti trung tõm cỏc
im khụng s xut hin mi thi im t
k
= kT
b
= k/(2B) vi k l s nguyờn

dng khỏc khụng, khong cỏch T
b
= 1/(2B) gi l khong Nyquist. Nu cỏc
xung c phỏt i cỏch nhau mt khong Nyquist thỡ trỏnh c nhiu giao thoa
gia cỏc ký hiu. Nu khong cỏch gia cỏc xung T nh hn T
b
thỡ s chng ln
14
ca cỏc xung ny lm u thu khụng th phõn bit c chỳng. Ngha l i vi
tớn hiu nh phõn bng gc, iu kin R=1/T
b
=2B m bo trỏnh c nhiu ISI.
Hiu sut s dng ph tn t c =R/B=2 bit/s/Hz.
Trong thc t rt khú thc hin c b lc thụng thp lý tng cú sn
xung vuụng gúc ti tn s ct
o
= B nh vy. gii quyt vn ny ngi ta
xõy dng mt b lc cú c tớnh tuõn theo nguyờn lý xp chng c tớnh i
xng kiu hm l ng vi tn s ct
o
vi c tớnh ca b lc thụng thp lý
tng. Hỡnh 2.2 biu din cỏc c tớnh ca cỏc b lc ny.
(a)
Bộ lọc lý t@ởng
(b)
hàm lẻ đối xứng
(c)
Bộ lọc
dốc cosin tăng
Hình 2.2 Các đặc tính và đáp ứng xung kim của bộ lọc

thoả mãn định lý Nyquist
f
0
(1-

) f
0
f
0
(1+

)
f
0
(1-

) f
0
f
0
(1+

)
f
0
-3T
0
-2T
0
-T

0
0 T
0
2T
0
3T
0
B lc ny vn m bo khụng cú nhiu giao thoa gia cỏc ký hiu ti tn s f
= B (1+). Tuy nhiờn bng thụng c tng thờm B, vi l h s dc
(rolloff factor), 0 1. Kt qu l hiu sut s dng ph tn gim xung, =
2/(1+) bit/s/Hz , 1 2. B lc Nyquist ny cũn c gi l b lc cú c
tớnh dc cosin tng. H s dc thng nhn giỏ tr 1/3, hiu sut s dng
ph tn = 1,5 bit/s/Hz. Thờm vo ú hiu sut ny cũn b gim khi lung s
c a vo iu ch theo mt súng mang hỡnh sin. Phng phỏp iu ch
15
thường được sử dụng là QAM điều chế cả hai biên tần nên độ rộng băng thông
tăng gấp 2 so với băng thông của tín hiệu băng gốc. Do đó, việc kết hợp bộ lọc
Nyquist với điều chế QAM sẽ làm giảm hiệu suất sử dụng băng tần η =1/(1+ρ)
bit/s/Hz; 0,5≤ η ≤ 1 bit/s/Hz (với ρ=1/3, η =0,75bit/Hs/z). Do hiệu suất thấp
nên chỉ modem đầu tiên V.21 mới sử dụng truyền dẫn nhị phân còn những
modem mới hơn đều sử dụng điều chế hoặc tín hiệu nhiều mức.
Những mã đường nhiều mức có hiệu suất sử dụng băng thông lớn hơn. Ví
dụ mã 3 mức hay tam phân như : AMI, HDBn và mBnT; mã 4 mức như mBnQ;
mã Miler là trường hợp ngoại lệ của mã 2 mức biểu diễn bit 1 là một sự chuyển
dịch ở giữa khoảng bit và bit 0 thì không có sự chuyển dịch, nếu có 3 bit 0 liên
tiếp thì ở cuối bít thứ 2 có một sự chuyển dịch. Phổ công suất của những mã này
hẹp hơn phổ công suất của mã NRZ ở cùng tốc độ đặc biệt là mã Miler. Do đó
băng thông được hạn chế dưới mức giới hạn Nyquist B <R/2 nên η >2 bit/s/Hz.
Nếu mã NRZ vượt qua tốc độ Nyquist thì ISI tăng mạnh làm sai hoạt động của
ngưỡng logic nhưng với những mã giả tam phân đảo dấu xen kẽ thì thành phần

một chiều bị triệt tiêu nên ISI vẫn ở mức ổn định.
Từ định luật Shannon có thể thấy không thể tăng mãi tốc độ kênh thông
tin bằng các phương pháp điều chế tín hiệu nhiều mức vì mặc dù có thể tăng số
bit/baud nhưng sẽ dẫn tới khó phân biệt các mức tín hiệu ở đầu thu nên tỷ số
SNR không cao. Trong tín hiệu nhiều mức, một chuỗi m- bit liên tiếp diễn tả duy
nhất một mức biên độ trong số M = 2
m
mức. So với tiêu chuẩn Nyquist, tốc độ
baud giảm 1/T
s
=1/(mT
b
) nên cần một băng thông hẹp hơn m lần, B =1/(2mT
s
)
Hz. Trong đó T
s
= mT
b
là chu kỳ của kí hiệu m-bit. Mỗi mức tín hiệu lại mang m
=log
2
M bits, do đó hiệu quả sử dụng băng tần của hệ thống sử dụng tín hiệu M
mức là η = log
2
M(1+ρ) (tính cả ảnh hưởng của bộ lọc Nyquist và điều chế số).
Từ công thức của định luật Shannon-Hartley rút ra hiệu quả băng thông
lớn nhất có thể đạt được là: η = log
2
(1+ S/N) bit/s/Hz trong đó S/N là tỷ số giữa

công suất phát tín hiệu và công suất nhiễu. Biên độ tín hiệu cực đại là
NS +
do
đó số mức tín hiệu có thể phân biệt được là :
16
N
S
N
NS
M +=
+
= 1
(2.5)
thông thường S/N=30dB thì hiệu quả sử dụng phổ tần của kênh thoại có
giới hạn là 10bit/s/Hz.
2.2 Lịch sử của các modem tương tự
Modem V.21 (1964) ra đời sớm nhất ngay khi có những tiêu chuẩn quốc
tế về modem. Modem V.21 sử dụng kỹ thuật khoá dịch tần FSK 300b/s. Kỹ
thuật này chống nhiễu tốt nhưng yêu cầu 2 sóng mang cho mỗi hướng truyền
dẫn (cho 1 và 0) nên không hiệu quả về băng thông. Modem V.22 có hiệu quả
hơn nhờ sử dụng kỹ thuật khoá dịch pha cầu phương QPSK. Phương pháp này
sử dụng hai sóng mang ở cùng tần số nhưng vuông góc được điều chế bằng hai
luồng số liệu trước khi được cộng lại với nhau. Hai luồng số liệu này nhận được
từ các bit luân phiên trong luồng số liệu nhị phân. Kết quả là 2 bit trong luồng
dữ liệu ban đầu được mã hoá thành 1 trong 4 pha của sóng mang, tốc độ baud
giảm xuống. Việc sử dụng các pha thay vì các mức biên độ cũng là một cách
thực hiện tín hiệu nhiều mức.
Đến modem V.29 thì đã tăng tốc độ dữ liệu tới 9,6 kbit/s nhờ sử dụng
phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM. Trong QAM, luồng số liệu
đầu vào được tách thành 2 luồng số liệu riêng để điều chế biên độ rời rạc theo

các pha sin và cos của một sóng mang. V.29 có 4 mức biên độ và 8 pha.
17