cấp phát bit trong kỹ thuật dmt cho hệ đường dẫn thuê bao số

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ
PHẠM XUÂN Lực
CẤP PHÁT BIT TRONG KỸ THUẬT DMT
CHO HỆ ĐƯỜNG DÂY THUÊ BAO s ố
Chuyên ngành : K ỹ thuậí vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc
Mã số : 02.07.00
LUẬN VẢN THẠC SỸ
NGƯỜI HƯỚNG DÂN KHOA HỌC
PGS. TS. NGUYỄN VIẾT KÍNH
Hà N ộ i-N ă m 2003
Luận văn thọc sỹ 1 cấp phát bit trong kỹ thuật DMT
MỤC LỤC
BẢNG KỶ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT.

3
M Ở ĐÀU 7
Chương 1: TÔNG QUAN VÈ CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN TRÊN
ĐƯỜNG D ÂY 9
1.1 Công nghệ truyền dẫn bằng modem băng tần thoại
9
1.2 Công nghệ truyền dẫn đường dây thuê bao số 12
1.3 Các loại đường dây thuê bao số 14
1.3.1 Các thể hệ trước của đường dây thuê bao số 15
1.3.2 Mạng sổ đa dịch vụ tích hợp tổc độ cơ bản 16
1.3.2.1 Nguồn gốc của ISDN tốc độ cơ bản

.
16
1.3.2.2 Khả năng và ứng dụng của ISDN tốc độ cơ bản

17
1.3.2.3 Truyền dẫn ISDN tốc độ cơ bản 17
1.3.2.4 ISDN tốc độ cơ bản mở rộng tầm phục vụ 18
1.3.2.5 DAML, chuyển đổi kênh B / kênh thoại tương tự

19
1.3.2.6 IDSL

20
1.3.3 Đường dây thuê bao sổ tốc độ ca o

20
1.3.3.1 Nguồn gốc của HDSL
20
1.3.3.2 Khả năng và ứng dụng của HDSL 22
1.3.3.3 Truyền dẫn HDSL 24
1.3.3.4 HDSL thế hệ thứ hai 26
1.3.4 Đường dây thuê bao số bẩt đối xứng 27
1.3.4.1 Mô hình tham chiếu và định nghĩa của ADSL 27
1.3.4.2 Nguồn gốc của ADSL 28
1.3.4.3 Khả năng và ứng dụng của ADSL 29
1.3.4.4 Truyền dẫn ADSL 30
1.3.4.5 Tương lai của ADSL 33
1.3.5 Đường dây thuê bao số tốc độ cực cao 37
1.3.5.1 Mô hình tham chiếu và định nghĩa của VDSL

37
1.3.5.2 Nguồn gốc của VDSL
38
1.3.5.3 Khả năng và ứng dụng của VDSL 38

Phạm Xuân Lực
Cao Học K7Đ 2000 - 2002
Chương 2: H Ệ THÔNG TRUYỀN DẪN ĐA KÊNH VÀ D M T

39
2.1 Mô hình hệ thống truyền dẫn đa kênh 39
2.1.1 Truyền dẫn đa kênh 39
2.1.2 Phân chia kênh truyền thông 41
2.1.3 Điều chế vectơ 43
2.2 Điều chế DMT 46
Chương 3: CÁC THUẬT TOÁN CẮP PHÁT B IT 50
3.1 Tham số hệ thống truyền dẫn 50
3.1.1 Dự phòng thiết kế hệ thống

50
3.1.2 Dung năng kênh nhiễu Gauss, trắng, cộng tính

51
3.1.3 Dung năng đa kênh 52
3.2 Các thuật toán cấp phát bit 53
3.2.1 Khái niệm về cấp phát bit cho kênh truyền thông 53
3.2.2 Thuật toán đổ nước 56
3.2.2.1 Thuật toán đổ nước thích nghi tốc độ truyền dữ liệu (RA) 56
3.2.2.2 Thuật toán đổ nước thích nghi dự phòng (M A ) 58
3.2.3 Các thuật toán của Chow 59
3.2.4 Các thuật toán Greedy 61
3.2.4.1 Hiệu suất của dung năng
61
3.2.4.2 Thuật toán hiệu suất (EF) của Campello

62
3.2.4.3 Thuật toán E-Tightness (ET) của Campello

63
3.2.4.4 Thuật toán đối ngẫu B-Tightness (BT) của Campello

63
3.2.5 Tráo đổi b it 65
Cltương 4: KÊT QUẢ MÔ PHỎNG
67
KÊTLUẶN 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO 76
PHỤ LỤC 78
Luận văn thạc s ỹ 2 cấp phát bit trong kỹ thuật DMT
Phạm Xuân Lực Cao Học K7Đ 2000 - 2002
Luận vởn thạc sỹ 3 cốp phải bit trong kỹ Ihuậl Dhíĩ
BÀNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIÉT TẤT
Kỷ hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt
2B1Q 2 Binary, 1 Quaternary Hai bit nhị phân được mã hóa
bằng bổn mức biên độ
4B3T 4 Binary, 3 Ternary
Mã đường băng gốc, mã hóa 4
bit thành một nhóm 3 kỷ hiệu
tam phân (+, 0, -)
ADSL
Asymmetric Digital
Subscriber Line
Đường dây thuê bao số bất đối
xứng
AMI

Alternate Mark Inversion
Mã đảo dấu luân phiên
ANSI American National Standards
Institute
Viện tiêu chuẩn quốc gia của
My
ATM
Asynchronous Transfer Mode
Chể độ truyền dẫn không đồng
bộ
ATU-C
ADSL Transmission Unit at
the Central Office
Đơn vị truyền dẫn ADSL phía
tổng đài trung tâm
ATƯ-R
ADSL Transmission Unit at
the Remote Side
Đom vị truyền dẫn ADSL phía
khách hàng
AWGN
Additive White Gaussian
Noise
Nhiễu phân bố Gauss, trắng,
cộng tính
BRI Basic Rate ISDN
ISDN tốc độ cơ bản
BRITE
BRI transmission extension
Mờ rộng truyền dẫn ISDN tốc

độ cơ bản
BT
B-Tightness
Thuật toán phân bổ bit chặt của
Campello
CAP
Carrierless Amplitude/Phase
Modulation
Điều chế biên độ / pha không
có sóng mang
CDSL
Consumer DSL
DSL khách hàng
Phạm Xuân Lực
Cao Học K7Đ 2000 - 2002
Luận văn thạc sỹ 4 Cấp phát bit trong kỹ thuật DMT
CCITT Consultative Committee on
International Telegraph and
Telephone
ủy ban tư vấn về điện thoại và
điện báo quốc tế
CO Central Office Tổng đài trung tâm
CODEC Voice Coder / Decoder Bộ mã hóa và giải mã thoại
DAML
Digital Added Main Line Đường dây có thêm sổ
DC Direct Current
Dòng điện một chiều
DDS Digital Data Service
Dịch vụ dữ liệu số
DFT

Discrete Fourier Transform Phép biến đổi Fourier rời rạc
DLC
Digital Loop Carrier
Hệ thống mạch vòng số
DMT Discrete Multitone Đa âm rời rạc
DWMT
Discrete Wavelet Multitone
Đa âm dùng sóng con rời rạc
ECH
Echo-Canceled Hybrid
Lai, khử tiếng vọng
EF
Efficiency
Thuật toán hiệu suất của
Campello
eoc Embedded Operations
Channel
Kênh hoạt động theo kiểu
nhúng
ET E-Tightness
Thuật toán năng lượng chặt của
Campello
ETSI
European
Telecommunications
Standards Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông
châu Âu
FDM
Frequency Division

Multiplexing
Hợp kênh phân chia theo tần số
FEC
Forward Error Control
Kiểm lỗi hướng thuận
FEQ
Frequency Equalizer
Bộ làm bằng miền tần số
Phạm Xuân Lực
Cao Học K7Đ 2000 - 2002
/ã JQ Luận văn thạc sỹ 5 cấp phát bit trong kỹ thuật DMĨ'
FFT Fast Fourier Transform Phép biến đổi fourier nhanh
FSK
Frequency Shift Keying
Khóa dịch tần
FSN Full-service Network
Mạng dịch vụ các loại
G.DMT
The full-rate Recommendation
G992.1
Khuyến nạhị toàn tốc G.992.1
của ITƯ ve ADSL
HDSL
High-bit-rate Digital
Subscriber Line
Đường dây thuê bao số tốc độ
cao
HDSL2
Second-generation High-bit-
rate Digital Subscriber Line

Đường dây thuê bao sổ tốc độ
cao thế hệ thứ 2
HDTV
High-definition Television
Truyền hình phân giải cao
HPF
High-pass Filter
Mạch lọc thông cao
IDFT Inverse Discrete Fourier
Transform
Phép biến đổi ngược của phép
biến đổi Fourier rời rạc
IDSL ISDN Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao sổ ISDN
IFFT Inverse Fast Fourier
Transform
Phép biến đổi ngược của phép
biến đổi Fourier nhanh
ISDN Integrated Services Digital
Network
Mạng số đa dịch vụ tích hợp
ISI InterSymbol Interference
Nhiễu giữa các kỷ hiệu
ITƯ
International
Telecommunication Union
Liên minh viễn thông quốc tế
LPF Low-pass Filter
Mạch lọc thông thấp
LT
Line Termination

Đầu cuổi đường dây
MA
Margin-Adaptive
Thích nghi dự phòng
MIB
Management Information
Base
Cơ sở thông tin quản lý
Phạm Xuân Lực
Cao Học K7Đ 2000 - 2002
Luận văn lhạc sỹ
Cấp phát bit trong kỹ thuật DMT
NID Network Interface Device
NT Network Termination
ONU Optical Network Unit
PCM Pulse Code Modulation
POTS Plain Old Telephone Service
PSK Phase Shift Keying
PSTN Public Switched Telephone
Network
QAM Quadrature Amplitude
Modulation
RA Rate-Adaptive
RADSL Rate-Adaptive DSL
SDSL Symmetric DSL (Single-pair
DSL)
SNR Signal to Noise Ratio
TCM - Trellis Coded Modulation
- Time Compression
Multiplexing

UADSL Universal ADSL
UAWG Universal ADSL Work Group
VDSL Very high bit rate Digital
Subscriber Line
xDSL x-type Digital Subscriber Line
Thiết bị giao diện mạng
Đầu cuối mạng
Đơn vị mạng quang
Điều chế mã xung
Dịch vụ thoại truyền thống
Khóa dịch pha
Mạng thoại chuyển mạch công
cộng
Điều chế biên độ cầu phương
Thích nghi tốc độ
Đườnẹ dây thuê bao số thích
nghi toc độ
Đường dây thuê bao sổ đổi
xứng (hay DSL một cặp dây)
Tỷ sổ công suất tín hiệu trên
nhiễu
Điều chế mã lưới
Hợp kênh nén thời gian
ADSL toàn cầu
Nhóm làm việc ADSL toàn cầu
Đường dây thuê bao số tốc độ
cực cao
Các kiểu đường dây thuê bao số
Phạm Xuân Lực Cao Học K7Đ 2000 - 2002
MỞĐẢU

Công nghệ đường dây thuê bao số DSL cho phép truyền thông tin số với
tốc độ cao trên các đường dây thuê bao điện thoại thông thường. Các đường
dây điện thoại, đã có từ thời Alexander Graham Bell phát minh ra điện thoại
vào năm 1875, bây giờ có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ hàng triệu bit
trong một giây. Điều này được thực hiện thông qua các công nghệ truyền dẫn
số phức tạp, các công nghệ này sẽ bù cho những mất mát, suy hao thông
thường của đường điện thoại. Các công nghệ truyền dẫn số sử dụng các thuật
toán phức tạp, hiện nay đã được áp dụng trong thực tế, nhờ vào sự phát triển
khả năng xử lý mạnh mẽ cùa các bộ xử lý tín hiệu sổ dựa trên các mạch điện
tử tích hợp mức độ cao.
DSL sử dụng công nghệ truyền dẫn đa kênh, chia toàn bộ dải thông
truyền dẫn thành các kênh truyền con độc lập nhau. Các kênh truyền con này
được cấp phát số lượng bit thích hợp tùy theo tiêu chí cung cấp dịch vụ, là
thích nghi tốc độ truyền (RA) hay thích nghi dự phòng (MA), và giá trị SNR
của từng kênh con. Luận văn này đề cập tới vấn đề cấp phát bit cho các kênh
truyền con theo hai tiêu chí cung cấp dịch vụ là thích nghi tốc độ truyền và
thích nghi dự phòng. Những thuật toán thực hiện việc cấp phát bit được trình
bày và mô phỏng bao gồm thuật toán đổ nước, thuật toán của Chow và thuật
toán của Campello.
Nội dung trình bày trong luận văn như sau:
■ Chương 1: Trình bày tổng quan về các công nghệ truyền dẫn trên
đường dây bao gồm công nghệ truyền đẫn dùng modem băng tần
thoại, công nghệ truyền dẫn đường dây thuê bao số. Giới thiệu các
loại DSL hiện đang sử dụng trong truyền thông.
Luận văn thạc sỹ
_____
7 cấp phát bit trong kỹ thuật DMT
Phạm Xuân Lực
Cao Học K7Đ 2000 - 2002
■ Chưomg 2: Trình bày về hệ thống truyền dẫn đa kênh bao gồm

nguyên lý, cơ sở phân chia kênh truyền thông. Giới thiệu về kỹ
thuật điều chế vectơ và đặc biệt là kỹ thuật DMT.
■ Chương 3: Trình bày về các thuật toán cấp phát bit cho các kênh
truyền con của hệ thống truyền thông đa kênh theo các tiêu chí hệ
thống là RA và MA. Các thuật toán đó là thuật toán đổ nước, thuật
toán của Chow và thuật toán của Campello.
■ Chương 4: Trình bày kết quả mô phỏng hệ thống truyền thông đa
kênh dùng kỹ thuật DMT, theo các thuật toán đã trình bày trong
chương 3.
■ Kết luận: Tóm tắt kết quả đạt được của luận văn và đề xuất hướng
nghiên cứu trong thời gian tới.
■ Phụ lục: Giới thiệu chương trình nguồn mô phỏng hệ thống truyền
thông đa kênh dùng kỹ thuật DMT, được viết bằng Matlab 6.0.
Trong thời gian thực hiện luận văn này, tôi đã được sự hồ trợ, khuyến
khích và động viên của rất nhiều người, đó là gia đỉnh tôi, các thày cô, bạn
học và đồng nghiệp. Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết om sâu sắc đối với thầy
PGS. TS. Nguyễn Viết Kính, người đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành bản
luận văn này. Thầy cũng là người có nhiều ý kiến chân thành và quý báu
trong quá trình tiếp cận và giải quyết vẩn đề. Gia đình tôi, bố mẹ và các anh
chị, đã luôn khuyến khích, động viên và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn
thành tốt khóa học và luận văn này. Tôi xin dành tặng luận văn này cho gia
đình thân yêu của tôi. Nhân đây, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn các thầy cô tại
Khoa Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội, những người đã trang bị cho tôi kiến thức
trong suốt bốn năm học Đại học và hai năm học Cao học. Và tôi cũng xin gửi
lời cảm om tới các bạn học và đồng nghiệp, đã khuyến khích, động viên và
giúp đỡ tôi rất nhiều để tôi cỏ thể hoàn thành tốt công việc.
^ Luận văn thạc sỹ 8 cấp phát bit trong kỹ thuật DMT
Phạm Xuân Lực
Cao Học K7Đ 2000 - 2002
Í ^ A Luận văn (hạc sỹ

Cấp phát bit trong kỹ thuật DMT
Chương 1: TỔNG QUAN VÈ CÔNG NGHỆ TRUYÈN DẢN
TRÊN ĐƯỜNG DÂY
1.1 Công nghệ truyền dẫn bằng modem bảng tần thoại
Các modem băng tần thoại được giới thiệu vào cuối những năm 1950 với
chức năng gửi dữ liệu qua mạng điện thoại công cộng, xem hình l . I. Dữ liệu
truyền qua mạng điện thoại công cộng phải được điều chế do mạng điện thoại
PSTN chỉ truyền các tín hiệu nằm trong dải tần số từ 200 Hz đến 3400 Hz. Dữ
liệu chưa điều chế đòi hỏi các tần số truyền dẫn gần 0 Hz. Modem biến đổi
các đặc tính tân sô của dữ liệu vào tín hiệu tiêng nói để có thể truyền qua
được PSTN. Vì the, dữ liệu điều chế sẽ xuất hiện dưới dạng một cuộc gọi
thoại thông thường đối với PSTN [15,4,17].
CO
CO
Người dùng A
Phạm vi của đường truyền dẫn modem bảng tẳn thoại
Người đùng B
Hình 1.1: Mô hình tham chiếu modem băng tần thoại
Một trong những modem đầu tiên, modem AT&T Bell 103, thực hiện
truyền dẫn song công, không đồng bộ, tốc độ 300 b/s, sử dụng điều chế FSK.
Modem CCITT V.21 tương tự nhưng không tương thích với modem Bell 103.
Vài năm sau đó, các modem Bell 202 ra đời, tăng tổc độ truyền dữ liệu lên
1200 b/s, sử dụng truyền dẫn FSK bán song công. Vào cuối năm 1973, giới
thiệu modem VA3400, modem 1200 b/s song công đầu tiên, sử dụng điều chế
PSK. Vài năm sau, modem Bell 212 và sau đó là CCITT V.22 cho phép
truyền dẫn song công tốc độ 1200 b/s, sử dụng điều ché PSK. Vào năm 1981,
modem V.2-2 bis cho phép truyền song công tốc độ 2400 b/s. V.32 giới thiệu
mã lưới và thực hiện một bước tiến táo bạo về truyền dẫn thông tin có triệt
Phạm Xuân Lực Cao Học K7Đ 2000 - 2002
tiếng vọng trong cả hai hướng, sử dụng trong cùng dải tần số. Các modem thể

hệ trước V.32 sử dụng hai băng tần khác nhau cho hướng xuống và hướng lên
(thực hiện phân kênh theo tần sổ - FDM). V.32 cho phép truyền dẫn song
công tôc độ 9600 b/s. Chuẩn V.34 tiếp theo, nhờ sử dụng các kỹ thuật tối ưu
băng thông, sắp xếp chòm sao và tiền mã hóa phụ thuộc kênh truyền, cho
phép truyền song công tốc độ lên tới 28,8 Kb/s. Vào năm 1995, các modem
tốc độ 33,6 Kb/s đã xuất hiện trên thị trường. Các modem V.34 tận dụng được
băng thông tới 3,6 KHz, nhiêu hơn băng tần sử dụng trong điện thoại truyền
thống (băng thông 3,4 KHz) một ít. Tuy nhiên, modem V.34 có thể dùng ít
băng thông hơn nhờ giảm tốc độ truyền dữ liệu xuống. Bằng việc truyền tốc
độ 33,6 Kb/s trên băng thông 3,6 KHz, các modem V.34 đạt hiệu suất phổ gần
10 b/s đối với mỗi Hz, một kỳ công hiếm cỏ, tiệm cận tới giới hạn lý thuyết
của truyền dẫn dữ liệu băng tần thoại. Vào cuối năm 1996, các modem PCM
tôc độ 56 Kb/s xuất hiện, những modem này được chuẩn hóa trong khuyến
nghị ITU V.90 vào năm 1998. Các modem PCM (sử dụng điều chế mã xung)
là bất đổi xứng khi hồ trợ tốc độ lên tới 56 Kb/s cho hướng xuống (truyền tin
về phía khách hàng) và tốc độ lên tới 33,6 Kb/s cho hướng lên (truyền tin từ
khách hàng). Trong thực tế, hiếm khi các modem PCM đạt được tốc độ truyền
dẫn trên 50 Kb/s do giới hạn về công suất truyền, các chuyển đổi trung gian
và suy hao đường gây ra do các cuộn tải.
Kiến trúc mạng modem PCM dựa trên cơ sở mạng PSTN của các thế hệ
modem băng tần thoại trước đó. Modem PCM kết nổi qua mạng PSTN như
một cuộc gọi của dịch vụ thoại truyền thống PSTN POTS, về mặt kiến trúc,
modem PCM nằm giữa DSL và các modem băng tần thoại truyền thống.
Modem PCM tận dụng tới 4 KHz băng thông.
Hạn chế căn bản của các modem băng tần thoại chính là ở các bộ mã hóa
/ giải mã hóa tiếng nói (CODEC) được đặt tại các chuyển mạch thoại nội hạt
. Luận văn thạc sỹ
___
10 cấp p hát bit trong kỹ thuật DMT
Phạm Xuân Lực Cao Học K7Đ 2000 - 2002

hoặc đầu cuối DLC. Bộ CODEC chuyển các tín hiệu tương tự trên đường điện
thoại sang dạng biểu diễn số tốc độ 64 Kb/s, sử dụng điều chế mã xung. Tín
hiệu của các modem băng tần thoại truyền trong cuộc gọi thoại PSTN không
được vượt quá tốc độ bit 64 Kb/s.
Trong khuyến nghị ITU V.70 và V.61, các modem băng tần thoại có thể
hỗ trợ đồng thời dữ liệu và thoại đã số hóa trên một cuộc gọi PSTN. V.70, sử
dụng điều chế V.34 và mã hóa tiếng nói trong phụ chương G.729 A, có thể
truyền đồng thời tiếng nói mã hóa tốc độ 8 Kb/s và dữ liệu tốc độ 20 Kb/s sử
dụng chỉ một cuộc gọi PSTN. Nhờ phụ chương G.729 A cung cấp khả năng
phát hiện các khoảng lặng nên có thể truyền tốc độ dữ liệu cao hơn trong các
khoảng lặng.
Các kỹ thuật nén dữ liệu, được xác định rõ trong khuyến nghị V.42, có
thể đạt được tốc độ truyền dữ liệu hiệu dụng cao hơn hai lần tốc độ modem
được nêu ờ trên. Tuy nhiên, dữ liệu có độ ngẫu nhiên cao (ví dụ trong các file
nhị phân hoặc video số hóa) làm mất đi phần nào lợi ích đem lại của việc nén
dữ liệu. Việc nén dữ liệu cũng có thể áp dụng cho DSL và được thực hiện trên
thông tin đã sổ hóa, trước khi đưa tới bộ truyền nhận DSL. Do việc nén dữ
liệu, ảnh hưởng của lỗi bit truyền dẫn có thể tăng thêm nhiều.
Ưu điểm nổi bật của các modem chính là sự phổ biến khắp nơi của
chúng. Một modem có thể nổi tới bất cứ đường điện thoại nào và ngay lập tức
gọi được cho bất cứ modem nào khác trong hàng triệu modem đang được gắn
với đường điện thoại trên thế giới. Các modem có giá thấp hơn và dễ dàng cài
đặt hơn so với các thiết bị DSL. Tuy nhiên, nhu cầu về tốc độ truyền dữ liệu
của các ứng dụng đã vượt quá khả năng đáp ứng được của các modem băng
tần thoại. Một hạn chế khác của các modem là các cuộc gọi sẽ bị chặn khi
tổng đài nội hạt quá tải, không có khả năng kết nối tới nhiều điểm đồng thời
và tỷ lệ lỗi bit cao. Những hạn chế này đã được khắc phục trong DSL.
^si(—^ Luận văn thạc sỹ 11 cấp phát bit trong kỹ thuật DMT
Phạm Xuân Lục Cao Học K7Đ 2000 - 2002
Luận văn thạc sỹ 12 cấp phát hit trong kỹ thuật DMT

1.2 Công nghệ truyền dẫn đường dây thuê bao số
Thuật ngữ DSL đề cập tới tất cả các kiểu công nghệ đường dây thuê bao
số, bao gồm ADSL, HDSL, ISDN tốc độ cơ bản, VDSL và IDSL. Thuật ngữ
xDSL cũng được sử dụng trong ngành công nghệ khi đề cập tới các kiểu DSL.
Công nghệ DSL đã đưa vào một sự thay đổi mói mẻ vào lợi ích của các
đường dây điện thoại. Các đường dây điện thoại, ban đầu đã được xây dựng
chỉ để mang một tín hiệu thoại đơn với một kênh băng thông 3,4 KHz, bây
giờ có thể truyền gàn 100 tín hiệu thoại đã nén, hoặc tín hiệu video cỏ chất
lượng tương đương như truyền hình. Việc truyền dẫn tín hiệu sổ tốc độ cao
trên đường dây điện thoại đòi hỏi khả năng xử lý tín hiệu tiên tiến để khắc
phục được mẩt mát khi truyền dẫn gây ra do suy hao tín hiệu, nhiễu xuyên âm
từ tín hiệu hiện có trên dây khác trong cùng một cáp, phản xạ tín hiệu, can
nhiễu tần sổ vô tuyến và nhiễu xung.
Cơ sở hạ tầng dùng cặp dây xoắn được nối tới mọi nhà và mọi địa điểm
trên toàn thế giới, nhưng DSL cũng có những hạn chế. Khoảng 15% các
đường dây điện thoại trên toàn thế giới sẽ phải thay thế để có thể cho phép
vận hành DSL tốc độ cao [15].
Vĩ
__
W - * A I Phạm vi của DSL "A"
Người dung A L
__________
Phạm vi của DSL "B"
Ngưòi đùng B
Hình 1.2 : Mô hình tham chiểu DSL
Điểm khác nhau căn bản giữa các modem băng tần thoại và DSL đó là
các modem băng tần thoại vận hành qua một kết nối giữa hai đâu cuôi của
PSTN, trong khi đó, DSL vận hành qua mạch vòng nội hạt, xem hình 1.1 và
hình 1.2.
Phạm Xuân Lực

Cao Học K7Đ 2000 - 2002
Đường truyền dẫn của modem băng tần thoại cỏ thể bao gồm mạch vòng
nội hạt dùng cho người dùng A, tổng đài nội hạt, một đường trung kế có thể
kéo dài tới hàng nghỉn kilômét, một tổng đài nội hạt khác - phục vụ cho khách
hàng khác, và cuối cùng là mạch vòng nội hạt dùng cho người dùng B. Trái
lại, đường truyền dẫn DSL chỉ bao gồm mạch vòng nội hạt từ vị trí người
dùng đến tổng đài nội hạt gần nhất.
Một khác biệt quan trọng nữa giữa modem băng tần thoại và DSL đó là
DSL giữ thông tin trong miền số tại mọi vị trí trên đường truyền từ một đàu
cuối của người dùng đến một đầu cuối của người dùng khác. Trái lại, modem
băng tần thoại gửi thông tin qua mạng PSTN dưới dạng biểu diễn tương tự
cho các thông tin số của người dùng. Với DSL tín hiệu được phát lại dưới
dạng số tại mỗi bước xuyên qua mạng công cộng, nhờ đó, những hư hỏng
tương tự không bị tích lũy sau mồi bước. Mặc dù, thông tin truyền qua mạng
bao gồm nhiều phần tử, việc truyền dẫn DSL chỉ càn xác định phần mạch
vòng nội hạt.
Đường trung kế kết nổi trực tiếp giữa các tổng đài hoặc kết nối thông
qua các tổng đài chuyển tiếp trung gian. Các đường trung kế thường là các hệ
thống truyền dẫn cáp quang sổ tốc độ cao, phục vụ truyền thông tin từ nhiều
khách hàng.
Đối với những khách hàng phục vụ qua hệ thống DLC, hoặc các hệ
thống đầu cuối từ xa khác, DSL mở rộng từ vị trí của khách hàng tới vị trí của
DLC. DLC và các thể hệ DLC tiếp theo được sử dụng để phục vụ những
khách hàng ở quá xa để có thể cung cấp dịch vụ một cách kinh tế thông qua
mạch vòng dùng cáp đồng kết nối trực tiếp vào tổng đài nội hạt. Các hệ thông
DLC ghép kênh từ 20 tới 2000 khách hàng vào một đường trung kế tới tổng
đài trung tâm. Thông thường, các trung kế DLC dùng cáp quang, trong một
vài trường hợp các hệ thống DLC nhỏ sẽ sử dụng HDSL hoặc đường T I.
^slí-^ Luận văn thạc sỹ 13 cấp phái bit trong kỹ thuật DMT
Phạm Xuân Lực Cao Học K7Đ 2000 - 2002

DSL bao gồm một đường cáp đồng trực tiếp từ vị trí khách hàng tới vị trí
của thiết bị mạng chủ động gần nhất. Có một ngoại lệ là các bộ lặp trung gian,
thiết bị này nhàm mở rộng khoảng cách phục vụ của DSL nhờ đặt vào chính
giữa mạch vòng nội hạt một bộ phát lặp. Bộ phát lặp DSL được cấp nguồn từ
bộ nguồn một chiều của tổng đài trung tâm trên cùng cáp đồng đã dùng để
truyền dữ liệu. Các bộ lặp DSL trung gian thường được đặt trong hộp thiết bị
không thấm nước, mỗi hộp này chứa từ 4 tới 20 bộ lặp. Giá thành của các bộ
lặp DSL khá nhỏ khi so với giá của các hộp thiết bị và nhân công để kết nối.
Modem băng tần thoại được thiết kể để vận hành được trên những hạn
chế kết hợp của mạch vòng nội hạt tại cả hai đầu cuối mạng và của tổng đài
nội hạt. Tổng đài nội hạt thường chứa các bộ mã hóa / giải mã PCM, thiết bị
này chuyển đổi các tín hiệu tương tự trên mạch vòng nội hạt thành tín hiệu số
tốc độ 64 Kb/s (gọi là DSO) để chuyển qua các đường trung kế. Đường truyền
dẫn này được định rõ để cung cấp dải tần sổ từ 200 Hz tới 3,4 KHz. DSL
được thiết kế để chi hoạt động trên những hạn chế của chỉ một mạch vòng nội
hạt. Các mạch vòng thuê bao tiêu biểu có băng tần vài trăm KHz. Vì thế, hiệu
năng tiềm tàng của DSL có thể vượt các modem gấp 100 lần hoặc hơn nữa.
Tuy nhiên, các modem vẫn có một ưu điểm quan trọng là các thiết bị này có
thể vận hành trên bất cứ một kết nối điện thoại nào tới bất cứ đâu trên thế
giới. Ngoài ra, DSL cũng vay mượn rất nhiều các công nghệ truyền dẫn đã
được ứng dụng cho modem băng tần thoại.
1.3 Các loại đường dây thuê bao số
Khi năng lực xử lý của các bộ xử lý tín hiệu số tăng lên thì tổc độ bit cùa
DSL cũng tăng theo. Công nghệ DSL ban đầu có tốc độ 144 Kb/s của ISDN
tốc độ cơ bản, sau đó tăng lên 1,5 Mb/s và 2 Mb/s của phiên bản HDSL, rôi
đến 7 Mb/s của ADSL và bây giờ là 52 Mb/s đổi với VDSL [15,4,17].
Luận văn thạc sỹ 14 cẩp phát bit trong kỹ thuật DMT
Phạm Xuân Lực Cao Học K7Đ 2000 - 2002
1.3.1 Các thế hệ trước của đường dây thuê bao sổ
Có thể coi các đường trung kế T l, E1 và DDS là các DSL đầu tiên. Mặc

đù, các hệ thống truyền dẫn dùng TI (có tốc độ l,544Mb/s, dùng mã AMI, chi
được sử dụng ờ Bắc Mỹ) và El (có tốc độ 2,048 Mb/s, dùng mã HDB3) ban
đầu được dùng làm đường trung kế giữa các tổng đài trung tâm, nhung sau đó
chúng đã cho thấy ích lợi khi dùng làm các đường kết nối tốc độ cao từ tổng
đài trung tâm đến các vị trí của khách hàng. TI được AT&T sử dụng lần đầu
tiên vào năm 1962. Ngày nay, các đường trung kế kết nối giữa các tổng đài
trung tâm hoàn toàn dựa trên cáp quang và viba. Các đường Tl/El hiện nay
không còn được sử dụng đúng như chức năng ban đầu cùa chúng. Mặc dù vẫn
được sử dụng làm các đường thuê bao nhưng chúng có những hạn chế. Chúng
có giá thành đắt và mất nhiều thời gian để cài đặt và thường được tách riêng
thành nhóm các bó dây khác biệt so với các hệ thống truyền dẫn khác. Nhằm
làm giảm xuyên âm đầu gần giữa hai hướng truyền, người ta sử dụng một bó
cáp chỉ mang các cặp cáp TI đi ra và một bó cáp khác chỉ mang các cặp cáp
TI đi vào. Các đường TI được thiết kể với suy hao đường tối đa là 15 dB với
chiều dài cáp từ 600 đến 1000 mét tại tần số 772 KHz trên cung đoạn từ tổng
đài trung tâm đến bộ lặp đàu tiên, trên cung đoạn giữa các bộ lặp có suy hao
tối đa tới 36 dB (khoảng cách từ 1000 đến 2000 mét), còn trên cung đoạn từ
bộ lặp cuối cùng tới thiết bị của khách hàng thì suy hao tối đa là 22,5 dB.
Trên đường TI đòi hỏi phải không có các đầu nổi và cuộn tải. Với các khoảng
cách xa, người ta sử dụng các bộ lặp.
Mã đường AMI, được sử dụng cho truyền dẫn trên các đường Tl, rất
đơn giản khi thực hiện nhung không còn hiệu quả với các chuẩn ngày nay.
AMI gửi một bit trên một ký hiệu. Việc truyền dẫn trên đường TI sử dụng
công suất tín hiệu truyền cao, mà điều này dẫn đến mức xuyên âm cao trong
dải tần số 100 KHz đến 2 MHz. Các đường DSL khác có sử dụng cùng dải
Luận văn thọc sỹ 15 cấp phát bit trong kỹ thuật DMT
Phạm Xuân Lực Cao Học K7Đ 2000 - 2002
tần số có thể bị ảnh hường nếu được đặt cùng một bó cáp với đường Tl.
Trong một số trường hợp đặc biệt, xuyên âm gây ra do đường TI có thể ảnh
hường đển cả các đường dây đặt trong bó cáp khác.

1.3.2 Mạng số đa dịch vụ tích hợp tốc độ cơ bản
1.3.2.ỉ Nguồn gốc của ISDN tốc độ cơ bản
Chúng ta xem ISDN tốc độ cơ bản là thành viên đầu tiên trong gia đình
DSL [15] . ISDN đã được hình thành bắt đầu từ năm 1976 và đã được định
hình rõ ràng trong các Khuyến nghị cùa tổ chức CCITT (nay được gọi là
ITU). Tham vọng của những người phát triển là mong đợi ISDN sẽ trở thành
một mạng đồng nhất trên toàn thế giới phục vụ cho cả truyền thông dữ liệu và
điện thoại. Sự phát triển trong truyền dẫn ISDN bao gồm chuyển mạch, báo
hiệu và hệ thống vận hành. Nồ lực để phát triển ISDN đã trải qua hàng thập
kỷ với sự đóng góp công sức của hàng nghìn người đến từ hàng trăm công ty
khác nhau tại hơn 20 quốc gia trên toàn thế giới. ISDN đã tập trung vào phục
vụ các dịch vụ thoại và dịch vụ dữ liệu dùng chuyển mạch gói tốc độ thấp. Và
chính sự tập trung vào các dịch vụ này lại là điểm yếu chính cùa ISDN. Các
mạng ISDN khó phù hợp cho dịch vụ chuyển mạch gói tốc độ cao và các
phiên hoạt động có thời gian dài, đặc tính khi truy nhập internet. Tuy nhiên,
cũng có hàng triệu khách hàng hài lòng về ISDN.
Dịch vụ ISDN được thử nghiệm đầu tiên vào năm 1985. Dịch vụ ISDN
đầu tiên được cung cấp tại Bắc Mỹ là cùa AT&T - Illinois Bell (bây giờ được
gọi là Ameritech) tại Oakbrock, bang Illinois vào năm 1986. Các hệ thống thử
nghiệm đầu tiên sử dụng giao diện tốc độ cơ bản (BRI) ứng dụng công nghệ
truyền dẫn TCM (ping-pong) hoặc dùng mã đảo dấu luân phiên. Mặc dù, các
hệ thống này rất đơn giản khi thực hiện, nhưng truyền dẫn 2B1Q đã được
chọn là chuẩn công nghệ truyền dẫn cho gần như toàn bộ thế giới. Chỉ có Liên
L U Luận văn thạc sỹ 16 cấp phát bit trong kỹ thuật DMT
Phạm Xuân Lực
Cao Học K7Đ 2000 - 2002
f í > \ Luận văn thạc sỹ
17
____
Cấp phát bit trong kỹ thuật DMT

bang Đức và Ảo là sử dụng truyền dẫn 4B3T và Nhật Bản sử dụng phương
pháp truyền dẫn AMI ping-pong. Khoảng cách tối đa của các mạch vòng
trong các hệ thống sử dụng truyền dẫn 2B1Q và 4B3T lớn hơn so với các hệ
thống theo các chuẩn ra đời trước.
1.3.2.2 Khả năng và ứng dụng của ISDN tốc độ cơ bản
Các đường BRI có thể truyền thông tin số đối xứng với tốc độ 160 Kb/s
trên các mạch vòng có khoảng cách tối đa lên tới 5,5 km hoặc suy hao tối đa
là 42 dB tại tần số 40 KHz. Các đường BRI gồm hai kênh B tốc độ 64 Kb/s,
một kênh D tốc độ 16 Kb/s và 16 Kb/s dùng để truyền thông tin định khung
và điều khiển đường. Các kênh B có thể được chuyển mạch kênh hoặc chuyển
mạch gói. Kênh D mang thông tin báo hiệu và các gói dữ liệu người dùng.
Một kênh hoạt động theo kiểu nhúng (eoc) và các bit chỉ báo được chứa trong
8 Kb/s mào đầu. Kênh eoc chuyển các bản tin phục vụ cho chuẩn đoán đường
truyền và các bộ thu phát. Các bit chỉ báo nhận biết các lỗi khối dữ liệu, thực
hiện đo hiệu năng truyền dẫn.
1.3.2.3 Truyền dẫn ISDN tốc độ cơ bản
BRI điều chế dữ liệu sử dụng một xung bốn mức để đại diện cho hai bit
nhị phân, vì thế được gọi là 2B1Q. Dữ liệu được gửi theo cả hai hướng đồng
thời bằng cách sử dụng truyền dẫn lai có khử tiếng vọng (ECH). Kỹ thuật
truyền dẫn băng gốc 2B1T đơn giản gửi dữ liệu với tốc độ 160 Kb/s sử dụng
băng thông rộng 80 KHz, hiệu suất phổ là 2 b/s đối với mỗi Hz. Việc làm
bằng thích nghi sẽ tự động bổ sung cho suy hao xảy ra trên cả dải truyền dẫn.
BRI có thể làm việc trên các mạch có các đầu nối, cho phép suy hao tổng
cộng thấp hơn 42 dB ở tần số 40 KHz. Các mạch vòng phải không có tải.
Phạm Xuân Lực
Cao Học K7Đ 2000 - 2002
1.3.2.4 ISDN tốc độ cơ bản mở rộng tầm phục vụ
Các mạch vòng có thể đạt khoảng cách tới 5,5 km từ tổng đài trung tâm,
nhờ sử dụng các phương pháp thay thế: BRITE, bộ lặp trung gian và BRI mờ
rộng.

> BRITE
Mờ rộng truyền dẫn ISDN tốc độ cơ bản (BRITE) sử dụng nhiều nhánh
kênh số và các bộ DLC là phương tiện để mở rộng ISDN đến các khu vực
được phục vụ bằng những nhánh kênh số trên. Các đơn vị kênh ISDN đặc biệt
sử dụng ba đường DSO trong nhánh kênh để truyền BRI. Do các đơn vị kênh
bổ sung thêm đã làm cho cấu hỉnh BRITE có giá thành đường kênh tương đối
cao. Tuy nhiên, khi sử dụng thiết bị SLC hoặc nhánh kênh có sẵn, thì giá
thành để triển khai hệ thống thấp của BRITE là lý tưởng để phục vụ cho một
số lượng đường truyền rất nhỏ tại một vùng xa tổng đài.
> Bộ lặp trung gian
Kích thước của mạch vòng có thể tăng gần gấp đôi khi đặt một bộ lặp
vào giữa vòng. Khi bộ lặp là kết hợp của NT và LT, mạch vòng được chia
thành cặp DSL nổi tiếp nhau. Từng vòng có thể chịu suy hao tới 40 dB tại tần
sổ 40 KHz, tương ứng với khoảng cách tổng cộng của cả hai vòng lên xấp xỉ
9 km (2 X 4,5km). Khi bộ phát lặp không nằm chính xác tại điểm giữa của
vòng thi kích thước của vòng có bộ lặp đạt được có thể hơi nhỏ hơn hai lần
kích thước của vòng không có bộ lặp. Các cuộn tải phải được loại bỏ khỏi
vòng để BRI hoạt động, có thể có hoặc không có các bộ lặp. Nguyên nhân là
khi có cuộn tải trên mạch vòng, dải tần số nằm bên trên băng tàn thoại chịu
suy hao rất lớn, gây ảnh hưởng mạnh đén vùng băng tần cao của ISDN cũng
như các DSL khác.
Các bộ lặp trung gian được cấp nguồn một chiều (khoảng -130V DC), từ
mạch cấp nguồn của tổng đài trung tâm. Đổi với các khoảng cách xa hơn,
Luận văn thọc sỹ 18 cấp phát bit trong kỹ thuật DMĨ'
Phạm Xuân Lực Cao Học K7Đ 2000 - 2002
người ta sử dụng một bộ lặp thứ hai. cấu hình hai bộ lặp ít được sử dụng do
tính phức tạp trong việc cấp nguồn và quản trị.
Cấu hình có bộ lặp và BRITE có trễ truyền tín hiệu (trễ 2,5 ms một
chiều) gấp hai lần so với cấu hình DSL trực tiếp (trễ 1,25 ms).
> BRI mở rộng

Các kỹ thuật truyền dẫn có nhiều tiến bộ kể từ khi ra đời chuẩn BRI
(ANSI T1.601). Các kỹ thuật này, như mã lưới, cho phép truyền tốc độ tới
160Kb/s trên mạch kích thước tới 8,5 Km mà không cần sử dụng bộ lặp trung
gian. Nhằm đảm bảo tính tương thích ngược, các hệ thống BRI mờ rộng đưa
giao diện chuẩn ANSI T 1.601 với LT tại chuyển mạch tổng đài trung tâm và
thiết bị NT1 của khách hàng. Thông thường, một khối chuyển đổi được đặt
trong khoang thiết bị hỗn hợp trong tổng đài trung tâm, và khối chuyển đổi
còn lại được đặt trong một thiết bị kèm theo đặt tại phía khách hàng. Tuy
nhiên, việc đặt khối chuyển đổi xa tại một địa điểm trung gian có thể mở rộng
thêm kích thước vòng. Kết quả là kích thước vòng có thể lên tới gần 12,9 Km
(4,4 + 8,5 Km). Hom nữa, bộ chuyển đổi phía mạng cũng có thể đặt ở xa nếu
nguồn cung cấp cỏ sẵn tại vị trí đó.
1.3.2.5 DAML, chuyển đổi kênh B / kênh thoại tương tự
Các bộ truyền nhận BRI cũng được sử dụng cho các ứng dụng không
phải của ISDN, đáng chú ý nhất là DAML. Các hệ thống DAML cho phép
một mạch vòng mang hai kênh điện thoại. Các bộ CODEC tại mỗi đầu của hệ
thống DAML sẽ thực hiện chuyển đổi một kênh B của BRI tốc độ 64 Kb/s
sang giao diện kênh thoại tương tự. Vì thể, giao diện kênh thoại truyền thống
được cung cấp cho tổng đài trung tâm và điện thoại của khách hàng. Các hệ
thống DAML được sử dụng để cung cấp dịch vụ điện thoại bổ sung tới các vị
trí nằm trong vùng có một vài cặp dây dự phòng giữa tổng đài trung tâm và
f± L .\ Luận văn thọc sỹ 19 cấp phát bu trong kỹ thuật DMT
Phạm Xuân Lực
Cao Học K7Đ 2000 - 2002
các khách hàng. Khối DAML ở phía khách hàng thường được cấp nguồn từ
bộ cấp nguồn của tổng đài thông qua mạch vòng. Các hệ thống DAML sử
dụng công nghệ BRI có kích thước vòng tối đa là 5,5 Km. Các hệ thống
DAML dựa trên HDSL có thể truyền nhiều hơn hai kênh thoại trên chỉ một
cặp dây.
1.3.2.6 IDSL

Một ứng dụng không phải ISDN khác của bộ truyền nhận BRI là IDSL
(ISDN DSL). Các kênh đổi xứng BRI (kênh tốc độ 128 Kb/s hoặc 144 Kb/s)
được ghép lại thành một kênh để truyền dữ liệu gói giữa bộ định tuyến và
máy tính của khách hàng. Phần lớn các dạng của IDSL đều làm việc được với
NT ISDN thông thường ờ phía khách hàng. Vì thế, với IDSL, tổng đài nội hạt
ISDN được thay thế bằng bộ định tuyến dữ liệu gói. cấu hỉnh này được sử
dụng để truy nhập internet.
1.3.3 Đường dây thuê bao số tốc độ cao
1.3.3.1 Nguồn gốc của HDSL
Khái niệm ban đầu về định nghĩa của HDSL xuất hiện vào cuối năm
1986 tại phòng thí nghiệm Bell cùa AT&T và Bellcore [15,4,17]. Các thiết kế
của bộ truyền nhận HDSL đã mở rộng về quy mô của các thiết kế ISDN tốc
độ cơ bản. Các hệ thống HDSL được tạo trong phòng thí nghiệm đã xuất hiện
vào năm 1989. Hệ thống HDSL đầu tiên được đưa vào cung cấp dịch vụ vào
năm 1992, cùa Bell Canada, sử dụng các thiết bị do Tellabs Operations Inc, ở
Lisie, bang Illinois sản xuất. Gần đây, mọi công ty điện thoại lớn trên thế giới
đều sử dụng HDSL. Năm 1997, có khoảng 450.000 đường HDSL đang cung
cấp dịch vụ trên toàn thể giới, với xấp xỉ 350.000 đường nằm tại Bắc Mỹ.
Việc hiển khai HDSL tăng hơn 150.000 đường mỗi năm. Vào tháng 10 năm
1998, ITU phê chuẩn Khuyến nghị G.991.1 [5] cho thế hệ HDSL đầu tiên.
/x L \ Luận văn thạc sỹ 20 cấp phát bit trong kỹ thuật DMT
Phợm Xuân Lực Cao Học K7Đ 2000 - 2002
Khuyến nghị này dựa rất sát vào Đặc điểm kỹ thuật do ETSI đưa ra mang ký
hiệu TM-03036. ITƯ đã bắt đầu làm việc với các khuyến nghị HDSL thế hệ
thứ hai (HDSL2) và khuyến nghị này được gọi là G.991.2.
Nhu cau về HDSL trở nên rõ ràng khi các hệ thống truyền dẫn sử dụng
đường TI và E1 không còn được sử dụng làm các đường trung kế nối giữa
các tông đài và thấy sự tăng trưởng nhanh chóng của các đường dùng riêng từ
tổng đài trung tâm tới khách hàng. Các hệ thống truyền dẫn E1 và TI vận
hành trên các đường dây thoại hiện có, nhưng với giá thành rất lớn do công

nghệ, điều kiện mạch vòng đặc biệt (phải loại bỏ các đầu nối và cuộn tải trên
mạch) và việc ghép nổi các hộp thiết bị để giữ các bộ lặp, khoảng 900 m đến
1.500 m phải đặt một bộ lặp. Các phương thức truyền dẫn sử dụng cho các
đường E1 và TI dùng mức công suất tín hiệu truyền cao tại khoảng tần số từ
100 KHz đến trên 2 MHz. Chính vì điều này, đòi hỏi phải tách riêng các
đường El/Tl vào các nhóm bó cáp khỏi các dịch vụ khác. Thêm nữa, phải chi
phí rất nhiều cho việc lắp đặt và bảo trì hệ thống. Thời gian lắp đặt các đường
T l/E l khá dài, kể từ khi có yêu cầu dịch vụ đến khi dịch vụ đi vào hoạt động.
Nhu cầu đòi hỏi là hệ thống phải là một hệ thống truyền dần cắm là chạy, cho
phép cung cấp nhanh chóng và dễ dàng truyền dẫn tốc độ 1,5 Mb/s và 2 Mb/s
trên phần lớn các đường thuê bao. Vì thế, HDSL xuất hiện.
Lợi ích của HDSL là rất lớn nhờ loại bỏ các bộ lặp trung gian. Mỗi vị trí
đặt bộ lặp phải tùy biến theo yêu cầu khách hàng để đảm bảo mỗi cung đường
vẫn duy trì trong giới hạn suy hao của tín hiệu. Các tín hiệu được lặp có thể
gây ra xuyên âm mạnh, vì thế điều quan tâm đặc biệt trong thiết kế là tránh
xuyên âm quá mức sang các hệ thống truyền dẫn khác. Các bộ lặp được cấp
nguồn qua đường dây, điều này đòi hỏi một đường dây đặc biệt dùng cho cấp
nguồn từ tổng đài trung tâm. Phần lớn công suất cung cấp từ bộ cấp nguồn
/x LA Luận văn thạc sỹ
___
21 cấp phải bu trong kỹ thuật DMT
Phạm Xuân Lực Cao Học K7Đ 2000 - 2002
của tổng đài trung tâm bị mất mát đo trở kháng mạch vòng và sự không hiệu
quả của việc cấp nguồn.
HDSL cũng ưu tiên sử dụng hom các đường TI truyền thống bời vì
HDSL cung cấp các đặc trưng chuẩn đoán (bao gồm việc đo SNR). HDSL tạo
ra xuyên âm nhỏ hơn sang các hệ thống truyền dẫn khác bởi vỉ các tín hiệu
mang của HDSL dùng băng thông hẹp hơn khi so với sóng mang TI truyền
thống.
1.3.3.2 Khả năng và ứng dụng của HDSL

HDSL cung cấp truyền dẫn hai chiều tốc độ 1,544 Mb/s và 2,048 Mb/s
qua đường dây điện thoại với chiều dài lên tới 3,7 Km sử dụng cặp cáp xoắn
đường kính 0,5 mm mà không cần bộ lặp trung gian. Khoảng cách có thể tăng
gần gấp đôi nếu có sử dụng một bộ lặp trung gian. Có hơn 95% các đường
HDSL không sử dụng bộ lặp. HDSL không đòi hỏi phải có điều hòa đường
dây hay phân tách nhóm cáp. HDSL cung cấp truyền dẫn tin cậy trên tất cả
các đường trong vùng phục vụ với một tỷ lệ lỗi bit điển hình từ 10'9 đến 10'10.
Các hệ thổng HDSL tốc độ DS1 (1,544Mb/s) sử dụng hai cặp dây, trong đó,
mỗi cặp truyền tải tốc độ 768 Kb/s cho tải tin (mạng 768 Kb/s) trên cả hai
hướng. Vì thế, thuật ngữ song công kép được dùng để mô tả truyền dẫn
HDSL. Các hệ thống HDSL tốc độ E1 (2,048 Mb/s) có thể tùy chọn sử dụng
hai hoặc ba cặp dây, trong đó, mỗi cặp dây đều dùng truyền dẫn song công.
HDSL dùng ba cặp dây, tốc độ 2,048 Mb/s, sử dụng cùng các bộ truyền nhận
784 Kb/s như của hệ thống 1,544 Mb/s. Các vòng HDSL có thể có các đầu
nối, nhưng không được dùng cuộn tải.
Mặc dù, những mô tả ban đầu về HDSL là “công nghệ không bộ lặp”,
các bộ lặp HDSL thường sử dụng cho các đường có khoảng cách vượt quá
khoảng cách của các đường HDSL không dùng bộ lặp từ 2,75 km đến 3,7 km.
. Luận văn thạc sỹ __ 22 cấp phát bit trong kỹ thuật DMT
Phạm Xuân Lực Cao Học K7Đ 2000 - 2002
/2w ĩ\ Luận văn thạc sỹ
23
Cấp phát bit trong kỹ thuật DMT
Đổi với các đường dây đường kính 0,5 mm, khoảng cách có thể đạt tới 7,3 km
với một bộ lặp được sử dụng và tới 11 km khi sử dụng hai bộ lặp. Khoảng
cách thực tế có thể nhỏ hom khi không thể đặt được bộ lặp ở chính xác điểm
giữa. Các hệ thống HDSL sử dụng hai bộ lặp cấp nguồn cho bộ lặp thứ nhất
qua dây nguồn từ tổng đài trung tâm và bộ lặp thứ hai được cấp nguồn từ phía
khách hàng. Việc cấp nguồn từ phía khách hàng có nhiều hạn chế trong việc
duy trì, bảo dưỡng và quản trị. Hiện nay, các bộ truyền nhận tiêu thụ ít công

suất hơn, vì thế, cho phép thực hiện việc cấp nguồn cho cả hai bộ lặp chuyển
tiếp HDSL từ nguồn của tổng đài trung tâm.
Các đường thuê bao riêng tốc độ sơ cấp (1,544 Mb/s hoặc 2,048 Mb/s)
từ người dùng tới mạng là ứng dụng chủ đạo của HDSL. HDSL là phương
tiện phổ dụng để kết nối các tổng đài mạng dùng riêng (PBX) và thiết bị dữ
liệu gói/ATM với mạng công cộng. Các đường liên kết HDSL được dùng để
liên kết các trạm vô tuyển vào mạng mặt đất. HDSL cũng được sử dụng để
kết nối các trạm DLC nhỏ tới tổng đài trung tâm. Trong những năm đầu, giá
thành cao của các thiết bị HDSL đã giới hạn việc sử dụng tại các nơi không
có một vị trí kinh tể để đặt hộp thiết bị lặp. Đến cuổi năm 1994, giá thành của
các thiết bị HDSL đã giảm xuống mức mà HDSL trở nên kinh tế hơn so với
các thiết bị truyền dẫn Tl/El truyền thống khi xây dựng một hệ thống mới.
Các thiết bị Tl/E l truyền thống vẫn sử dụng cho các đường rất ngắn (ngắn
hom 900 m) và không đòi hỏi bộ lặp. Với các khoảng cách rất lớn (hơn 9 km),
đòi hỏi nhiều hon hai bộ lặp của HDSL.
Chi phí bảo trì hàng năm của các đường HDSL cũng thấp hơn so với các
đường Tl/El do các đường HDSL đòi hỏi ít bộ lặp hơn, mạnh mẽ trong
truyền dẫn cao cấp, khả năng chuẩn đoán được cải tiến. Tuy nhiên, các đường
E l/T l đang tồn tại ít được thay thế bằng các đường HDSL mới do giá thành
để lắp đặt đường mới cao.
Phạm Xuân Lực
Cao Học K7Đ 2000 - 2002
Mặc dù, HDSL thường được các công ty điện thoại sử dụng trong mạng
nội hạt, vân có một sô đường HDSL được dùng trong các mạng riêng để két
nổi tốc độ cao giữa các tòa nhà trong các khu trường sở.
1.3.3.3 Truyền dẫn HDSL
Phần lớn các hệ thống HDSL trên thế giới sử dụng truyền dần 2B1Q,
song công kép, lai có khử tiếng vọng. Một số hệ thống đa âm rời rạc (DMT)
và AM/PM không sóng mang (CAP) được sử dụng ở một số nơi của Châu
Au. Đôi với hệ thống truyền dẫn tốc độ 1,544 Mb/s, truyền dẫn song công sử

dụng một cặp dây để truyền một nửa của tải tin hai chiều (768 Kb/s) cộng với
thông tin mào đầu về định khung và kênh eoc tốc độ 16 Kb/s, tạo thành truyền
dân tông cộng 784 Kb/s. Hai cặp dây dẫn tạo thành hệ thống truyền dẫn
HDSL tôc độ 1,544 Mb/s. Khi thông tin mào đầu giống nhau truyền trên cả
hai kênh, bộ nhận chọn một cặp dây để lấy thông tin mào đầu. Thông thường,
bộ nhận chọn cặp dây có giá trị SNR tốt hom.
Hệ thống HDSL nguyên bản có nhiều phương thức truyền dẫn như song
công đơn, đom công kép và song công kép.
Song công đom đem lại lợi ích nhờ chỉ sử dụng một cặp dây và đòi hỏi
chi một cặp bộ truyền nhận tại mỗi đầu của đường. Truyền dẫn hai hướng
được tách riêng bằng dồn kênh phân chia theo tần số (FDM) hoặc bằng truyền
dẫn lai có khử tiếng vọng. Tuy nhiên, việc truyền dẫn tốc độ toàn tải trên phần
lớn các vòng đã vượt quá khả năng của công nghệ vào đầu những năm 1990.
Hom nữa, việc cần băng thông lớn đã làm khó khăn cho việc tương thích phổ
với các kiểu hệ thống truyền dẫn khác. Các hệ thống đơn cặp HDSL tốc độ
1,544 Mb/s (trong một vài trường hợp còn được gọi là SDSL) được phát triển
vào đầu những năm 1990 có kích thước vòng đạt được nhỏ hơn 1,8 km trên
đường dây đường kính 0,4 mm. Kích thước vòng ngắn đã hạn chế tính hữu
Luận văn thạc s ỹ
__
___
24 cấp phát bit trong kỹ thuật DMT
Phạm Xuân Lực Cao Học K7Đ 2000 - 2002