Bài tập lớn Môn ghép kênh tín hiệu số

Khoa Điện Tử Viễn Thông

Lớp ĐHĐT1-K1
MỤC LỤC

Bài tập lớn môn Ghép kênh tín hiệu số

Page 1


Khoa Điện Tử Viễn Thông

Lớp ĐHĐT1 -KI
MỞ ĐÀU

Trong những năm gần đây, nhu cầu về thông tin đang phát triển như vũ bão trên
thế giới nói chung cũng như tại Việt Nam nói riêng, đặc biệt là nhu cầu về dịch vụ băng
rộng. Đe đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng các nhà khai thác và cung cấp
dịch vụ viễn thông đã đưa ra nhiều giải pháp khác nhau.
Mỗi giải pháp đều có ưu điểm và nhược điểm riêng tuỳ thuộc vào từng điều kiện
cụ thể. Trong khi việc cáp quang hố hồn tồn mạng viễn thơng chưa thực hiện được vì
giá thành các thiết bị quang vẫn cịn cao thì cơng nghệ đường dây th bao số (xDSL) là
một giải pháp hợp lý. Trên thế giới nhiều nước đã áp dụng công nghệ này và đã thu
được thành công đáng kể. Ở Việt Nam công nghệ xDSL cũng đã được triển khai trong
những năm gần đây và cũng đã thu được những thành công nhất định về mặt kinh tế
cũng như giải pháp mạng và đáp ứng được nhu cầu của khách hàng (năm 2003 tổng số
thuê bao băng rộng trên thế giới là 60 triệu thuê bao đến năm 2005 đã đạt tới 107 triệu
thuê bao). Tuy nhiên, do những giới hạn nhất định đặc biệt là về mặt công nghệ nên tốc
độ truyền số liệu vẫn còn thấp chưa đáp ứng được hét những nhu cầu của khách hàng.
Chính vì vậy, nhu cầu đặt ra trong những năm tiếp theo là áp dụng các công nghệ mới
nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng đặc biệt là nhu cầu về dịch vụ

băng rộng.
Một trong những cơng nghệ có thể đáp ứng các nhu cầu trên đó là cơng nghệ
ADSL2+. Cơng nghệ này thuộc họ công nghệ ADSL, với băng tần được mở rộng, nó có
thể đáp ứng được các dịch vụ băng rộng hiện tại và trong tương lai. Công nghệ này đã
được chuẩn hoá bởi ITU và được phát triển bởi nhiều hãng cung cấp thiết bị trên thế
giới.
Nhằm mục đích tìm hiểu về cơng nghệ ADSL cùng khả năng ứng dụng ADSL2+, đề tài
được xây dựng với bố cúc như sau:
❖ Chương 1: Lịch sử hình thành và phát triển DSL.
❖ Chương 2: Tổng quan các công nghệ DSL.
❖ Chương 3: Công nghệ ADSL.
❖ Chương 4: Công nghệ ADSL2.
❖ Chương 5: Công nghệ ADSL2+.
Chương 6: Khả năng ứng dụng công nghệ ADSL2+
.CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC CỒNG NGHỆ DSL

Bài tập lớn mơn Ghép kênh tín hiệu số

Page 2


Khoa Điện Tử Viễn Thơng

Lớp ĐHĐT1-K1

Trong xu hướng số hố mạng viễn thơng trên tồn thế giới, mạng liên kết số
đa dịch vụ ISDN (Intergrated Services Digital Netvvork) và đường dây thuê bao số
DSL (Digital Subcriber Line) đã đáp ứng được nhiệm vụ số hố mạng viễn thơng đến
tận phía khách hàng. Có thể nói rằng ISDN là dịch vụ DSL đầu tiên cung cấp cho
khách hàng giao diện tốc độ cơ sở BRI (Basic Rate Interíace) 144 kbps, được cấu

thành từ hai kênh B 64 kbps và một kênh D 16 kbps.
Cùng với mạng ISDN, một công nghệ mới có nhiều triển vọng với tên gọi
chung là xDSL, trong đó X biểu thị cho các kỹ thuật khác nhau. Kỹ thuật xDSL là kỹ
thuật truyền dẫn cáp đồng, nó đạt được tốc độ số liệu cao trên môi trường mạng phổ
biến nhất thế giới là đường dây điện thoại thông thường. Phân biệt các kỹ thuật xDSL
dựa vào tốc độ hoặc chế độ truyền dẫn. Có thể là kỹ thuật truyền khơng đối xứng với
đường xuống có tốc độ cao hơn đường lên, điển hình là ADSL và VDSL; truyền đối
xứng với tốc độ truyền hai hướng như nhau, điển hình là HDSL và SDSL.
Các đặc trưng cơ bản của họ côngÝnghệ
nghĩa
xDSL được mô
Tốctảđộ
trong
dữ liệu
Bảng 2.1.Chế độ
Ghi chú
Kỹ
thuât
2.048
Mbps
Đôi xứng Đối
Sử dụng 1 -3 đôi sợi Sử
HDSL High data rate DSL
1.544 Mbps
xứng
dụng 2 đôi sợi
SDSL
Single pair DSL
768 Kbps
Đôi xứng

Sử dụng một đôi sợi
Sử dụng một đôi sợi
1.5-8 Mbps Down
16
ADSL Asymmetric DSL
-640 Kbps
Up
Sử dụng một đôi sợi
Down
Lên tới 1 Mbps
CDSL
Consumer DSL
16 -640 Kpbs Up
Đôi xứng
Sử dụng một đôi sợi
ISDN
BRI
ISDL
ISDN DSL
(2B+D)
Sử dụng một đôi sợi
13 - 55 Mbps 1.5-6
Down
VDSLVery high data rate DSL Mbps 13 - Up
55
Mbps
Đối xứng
Bảng 2.1. Các đặc trưng của họ cơng nghệ DSL
X
CHƯƠNG 3: CƠNG NGHỆ ADSL ADSL là công nghệ truy

nhập không đái xứng hiện đang được nhiều nước tiên tỉến trên thế gỉới áp dụng và đã
được ừỉển khai rất hỉệu quả ở Việt Nam. ADSL cung cấp tốc độ truyền số liệu không
đối xứng giữâ đường lên và đưởng xuống, cụ thể đường xuống có thể đạt tới 8 Mbps
và đường lên đạt được 16 - 640 kbps. Ưu điểm nổi bật của ADSL là cho phép khách
hàng sử dụng đồng thời trên cùng một đường dây điện thoại cho cả hai dịch vụ: thoại
và số liệu. Có được điều này là do cơng nghệ ADSL truyền tín hiệu thoại tương tự
trong miền tần số thấp và truyền số liệu trong miền tần số cao (4.4 KHz -1.1 MHz).
Để tách tín hiệu thoại và số liệu, công nghệ ADSL sử dụng các bộ lọc tại hai đầu
mạch vịng.
3.1Mơ hình tham chiếu của hệ thống ADSL
Chuẩn ITƯ G.922.1 đã đưa ra mơ hình các khối chức năng của hệ thống ADSL
như trên Hình 3.1 Bài tập lớn mơn Ghép kênh tín hiệu số
Page 3


Khoa Điện Tử Viễn Thơng

Lớp ĐHĐT1 -KI

Hình 3.1. Mơ hình tham chiếu ADSL
>
ATƯ-C (ADSL Transceiver Unit-Central oữíce end): Khối thu phát ADSL
phía mạng.
>
ATƯ-R (ADSL Transceiver Unit-Remote terminals end): Khối thu phát ADSL
phía khách hàng.
>

AN (Access Node): Nút truy nhập.

>
HPF (High Pass Filter) và LPF (Low Pass Filter): Bộ lọc thông cao và bộ lọc
thông thấp tương ứng.
>

CPE (Customer Premises Equipment): Thiết bị của khách hàng.

Người sử dụng có thể lựa chọn việc sử dụng đồng thời dịch vụ thoại POTS bằng cách
thêm Bộ tách (Splỉtter) R tại phía thuê bao, khi đó tại tổng đài PSTN cần có bộ tách c

Đài tập lán mơn Ghép kênh tía hiệu sổ

Page 4


Khoa Điện Tử Viễn Thông

Lớp ĐHĐT1 -KI

.> Các giao diện trong mồ hình tham chiếu:
V-C: Giao diện giữa điểm truy nhập và mạng băng thông rộng.
U-C: Giao diện giữa đường dây và bộ chia phía tổng đài.
U-C2: Giao diện giữa bộ chia và ATU-C.
U-R: Giao diện giữa đường dây và bộ chia phía khách hàng.
U-R2: Giao diện giữa bộ chia và ATU-R.
T-R: Giao diện giữa ATƯ-R và lớp chuyển mạch (ATM hoặc STM hoặc gỏi).
T/S: Giao diện giữa kết nối cuối mạng ADSL với CPE.
Đê đơn giản, các giao diện U-C và U-R, T~R và T~s được gọi chung là giao diện
u và giao diện T.
3.2

Mạng ADSL

Hình 3.2. Mạng ADSL
Cơng nghệ ADSL không chỉ đơn thuần là một cách download nhanh các trang
web về máy tính cá nhân ở gia đình mà ADSL là một phần trong kiến trúc mạng tổng
thể hỗ trợ mạnh mẽ cho người sử dụng và doanh nghiệp nhờ tất cả các dịch vụ thông tin
tốc độ cao. Ở đây dịch vụ thông t in tốc độ cao có nghĩa là thơng tin có tốc độ dữ liệu từ
1 đến 2 Mbps trở lên. Hình vẽ 3.3 và 3.4 là cấu trức thực tế của ADSL tương ứng với
trường hợp khơng có hay có hệ thống DLC. Với danghj đơn giản nhất của kiến trúc này
khách hàng cần phải có một bộ modem ADSL. Modem ADSL cỏ một số jack cắm RJ11.
Các port khác có thể là các port dành cho 10BASE-T Ethernet để kết nối với máy tính
cá nhân hay các hộp giao tiếp TV dùng cho rất nhiều dịch vụ khác nhau.

Đài tập lán mơn Ghép kênh tía hiệu sổ

Page 5


Khoa Điện Tử Viễn Thơng

■#=----- lUilBKPirlmIIỈH
DWADSL
—»■
Hình 3.3. Kiến trúc
khơng có hệ thống DLC

LópĐHĐTl-Kl

D«mwẻ«wfli

Hình 3.4. Kiến trúc G.Lite ADSL
3.3Các thành phần thiết yếu của ADSL
ADSL là một kiến trúc mạng hoàn chỉnh. Như đã nói ở trên, ADSL khơng chỉ là
một cách truy xuất nhanh các ừang web mà ADSL còn là một phương tiện hỗ trợ mạnh
mẽ các dịch vụ số liệu tốc độ cao cho người sử dụng ở gia đình cũng như doanh nghiệp
nhỏ. Nhưng dịch vụ này được cung cấp dưới một môi trường cạnh tranh và rất phong
phủ từ lĩnh vực giáo dục cho tởỉ lĩnh vực tải chính. Hình 5 mơ tả chỉ tiết hơn một bộ
ADSL Tenninal Unit-Remote (ADSL ATƯ-R). Thiết bị có thể là một hợp giao tiếp TV
hây một máy tính cá nhân mà không cần thêm một thiết bị nào nữâ. Việc đi dây từ ATUR đến thiết bị đầu cuối có thể chỉ đơn giản như đi dây 10BASE-T LAN, cũng có thể thể
phức tạp như mạng ATM hây mới mẻ như Consumer Elecừonics Bus sử dụng dây điện
lực sẵn có để gói thơng tỉn. Dù sao thì khỉ sử dụng cho truyền dữ liệu tốc độ cao thì việc
đi dây cho dịch vụ thoại vẫn khơng thay đổi vì đã có các bộ splỉtter dùng để tách riêng
các tín hiệu tương tự.

Đài tập lán mơn Ghép kênh tía hiệu số

Page 6


Khoa Điện Tử Viễn Thơng
Services:

LópĐHĐTl-Kl
POTS Spl
ilter

Internet
Education
Viđeữ

Corporate
Commercỉal
Govenimen
t

PSTN
CO
Svviich

Hình 3.5. Các thành phần thiết yếu của mạng ADSL
Ở tổng đài nội hạt dịch vụ thoại tương tự được chuyển sang cho bó chuyển mạch
thoại PSTN qua một bộ tách dịch vụ đặt tại tổng đài, cịn các tín hiệu ADSL được bộ
DSLAM ghép lại. Dĩ nhiên là khác với ISDN ta không phải thực hiện bất cứ một thay
đồi nào trên phần mềm chuyển mạch của tổng đài nội hạt khi triển khãỉ dịch vụ ADSL.
Hơn nữa ADSL lại làm giảm lưu lượng thoại vốn làm tắc nghẽn các thiết bị chuyển
mạch, truyền dẫn thoại do các dịch vụ dữ liệu gây ra.
Nhưng các dịch vụ được cơng nghệ ADSL đem lại có thể đặt tại tổng đài nội hạt
hoặc một nơi khác. Các dịch vụ này có thể do chính tổng đài nội hạt thực hiện hay do
các nhà cung cấp dịch vụ tư nhân có giấy phép. Các dịch vụ như vậy bao gồm truy xuất
internet, cung cấp các tài liệu đào tạo, gỉáo dục, vỉdeo, thương mại, và cả thông tin chính
phủ.
Lưu ý rằng các đường liên kết ADSL vẫn phải sử dụng các bộ DACS (Digital
Acces and Cross connect) để gom lưu lượng đến đưa đến các nhà cung cấp dịch vụ. Các
nhà cung cấp dịch vụ này cũng là nhà cung cấp các đường liên kết ADSL (ADSL link)
nên tất cả các dịch vụ có thể đặt trực tiếp tại tổng đài nội hạt nhimg trê thực tế có 2 cách
để thực hiện việc cung cấp các dịch vụ này.
Theo cách thứ nhất thì các đường liên kết ADSL được tập trung tại DSLAM và
chuyển sang cho thiết bị DACS. DACS đưa đến hệ thống tmyền dẫn tốc độ cao như
đường truyền T3 không phân kênh đến các nhà cung cấp dịch vụ internet. Tất cả các liên

kết đều được kết thúc tại bộ định tuyến internet và các gói dữ liệu được chuyển vận 2
chiều nhanh chóng vớỉ internet. Các mạng internet cộng tác cũng có cấu hình tương tự.
Đây là phương pháp đơn giản nhất. Tuy nhiên, tốc độ tổng cộng của các liên kết ADSL
theo phương pháp này không được quá 45 Mbps theo mọi chiều.

Đài tập lớn mơn Ghép kênh tín hiệu số

Page 7


Khoa Điện Tử Viễn Thơng

LópĐHĐTl-Kl

Phương pháp thứ 2 là điểm truy xuất (access node) được liên kết trực tiếp tới một
bộ định tuyến EP hay bộ chuyến mạch ATM đặt gần điẻm truy xuất, ở phương pháp này,
vẫn sử dụng việc tập trung lưu lượng vào một đường truyền vật lý từ điểm truy xuất tới
bộ định tuyến IP hay bộ chuyển mạch ATM. Điểm truy xuất là một tiêu điểm gây nhiều
chuys trong việc tiêu chuẩn hóa ADSL. Hiện nay hầu hết các điểm truy xuất ADSL đều
chỉ thực hiện việc ghép lưu lượng đơn giản. Điều này có nghĩâ là tất cả các bit dữ liệu và
gói dữ liệu vào ra điểm truy xuất đều được truyền tải bằng các mạch đơn giản. Chẳng
hạn, trong trường hợp tương đối điển hình nếu có 10 khách hàng ADSL nhận dữ liệu
theo chiều downstream với tốc độ 2 Mbps và gửi dữ liệu theo chiều upstream vói tốc độ
64 Kbps thì liên kết gỉữâ điểm truy xuất và mạng dịch vụ phải có dung lượng tối thiểu là
10 X 2Mbps= 20Mbps cho mỗi chiều để tránh hiện tượng tắc nghẽn hay bị bỏ bớt gói dữ
liệu. Mặc dù tốc độ theo chiều xuống là 10 X 64Kbps= 640Kbps nhỏ hơn 20 Mbps rất
nhiều nhưng do bản chất truyền dẫn đối xứng của các đường truyền ghép kênh số nên
tốc độ 2 chiều phải như nhau.
Việc cải tiến các hệ thống ADSL căn bản có thể được là ghép kênh thống kê
(statỉstỉcal multiplexing) ở điểm truy xuất ADSL hay cung cấp cho bộ DSLAM ADSL

một vài khả năng chuyển mạch gói trực tiếp. Nếu thực hiện ghép kênh thống kê thì dựa
trên bản chất xuất hiện từng cụm cửa số liệu kiểu gói để bố trí các đường liên kết tốc độ
thấp hơn vì khơng phải lúc nào tất cả các khách hàng đều đang gửi gói số liệu. Trường
hợp nếu điểm truy xuất ADSL có sin bộ định tuyến hay khả năng chuyển mạch ATM thì
dung lượng ghép cũng nhỏ hem. Dù thực hiện cách nào thì dưng lượng ghép cũng giảm
hơn 20 Mbps.
3.4 Kỹ thuật truyền dẫn trong ADSL
ADSL có thể sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số (FDM Frequency Division Multiplexing) hoặc kỹ thuật xóa tiếng vọng (EC - Echo Cancelỉing).
Với kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số, dải tần hướng lên được tách biệt vói dải
tần hướng xuống bởi một dải bảo vệ (Hình 3.6). Vì vậy tránh được xuyên âm.

FDMỈ

1 M hz
Fr?qu?ncy
Hình 3.6. ADSL sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số

Đài tập lớn môn Ghép kênh tín hiệu số

Page 8


Vổỉ kỹ thuật xoá tiếng vọng, dải tần hưống lên nằm trong dải tàn hướng xuống (Hình 3.7).
Như vậy, sử dụng kỹ thuật xoá tiếng vọng làm cho hiệu suất băng tần cao hơn nhưng kỹ
LópĐHĐTl-Kl
thuật này gây ra xuyên âm do đó nó địi hỏi việc xử lý tín hiệu số phức tạp hơn.Khoa
Điện Tử Viễn Thơng

Echo Cancdlatìon
LI pEtre- arn_____________DomnsreaLnn

p^s /

\
I I I_____________________________________

Requ?ncy

1

Hình 3.7. ADSL sử dụng kỹ thuật xóa tiếng vọng
Do khơng bị ảnh huởng tự xun âm tại trạm trung tâm (CO - Central Office)
nên kỹ thuật FDM cho chất lượng hướng lên tốt hơn nhiều so với kỹ thuật EC, nhưng độ
rộng băng tần hướng xuống của kỹ thuật EC lớn hơn so với kỹ thuật FDM nên chất
lượng hướng xuống của EC tốt hơn FDM, đặc biệt đối với các đường dây có khoảng

3.5

cách ngắn.
Các phưomg pháp đỉều chế
❖ Phương pháp điều chế biên độ cầu phương (QẢM - Qụadrature Amplitude
Moduỉatỉon)
QAM là phương thức điều chế sử dụng một sóng sin và một sóng cosin ở cùng
một tần số dể truyền tín hiệu. Hai sóng trên duợc truyền dồng thời trên một kênh. Biên
độ của hai sóng này (kể cả dấu) được sử dụng dể truyền các bỉt thơng tin. Sau đây là một
ví dụ đơn giản về QAM truyền thông tin 4 bit trên một kí hiệu (Hình 3.8).


Hình 3.8. Ví dụ về hệ thống QAM truyền 4bit trên 1 kí hiệu

Bốn bit tín hiệu truyền được ánh xạ lên 16 điểm trên mặt phang pha biên độ thành một
chùm điểm. Giá trị X và y của mẫỉ điểm tương úng với biên độ củã sóng sin và cosỉn
được truyền trên kênh. Cả phíâ phát và phía thu đều biết truớc phép áũh xạ từ tổ hợp bỉt
thảnh các điểm. Sau khi các tín hiệu sin và cosin được truyền trên kênh, phíathu khơi
phục lại biên độ của mỗi tín hiệu (sử dụng q trình cân bằng và xử lý tín hiệu). Biên độ
của các tỉa hiệu này được chiếu lên chùm điểm đồng nhất với chùm điểm phía phát.
Thơng thường, nhiễu và méo tín hiệu trên kênh và trên các thiết bị điện tử làm cho các
điểm bị chiếu sai lệch so vởi vị trí củâ các điểm trên chùm dỉểm. Máy thu sẽ lựa chọn
điểm nào trên chùm điểm có vị trí gần nhất với điểm vừa thu được. Neu nhiễu quá lớn
thì điếm gần nhất với điểm thu được sẽ khác với vị trí ban đầu của điểm phát, gây ra lỗi.
Ví dụ trên được gọi là QAM 16 do chịm điểm có 16 vị trí. Số vị trí tuỳ thuộc số bỉt trên
một kỉ hiệu, chẳng hạn nếu là 2bit/kí hiệu thì phương pháp điều chế gọi là QAM 4. Hình
3.9 minh họa chùm điểm của QAM 4 trên cùng hệ trục toạ độ với QAM 16.

<s>
•

À
•
*

1

• (•)
• •
• •

Giả
sửtrung

năng
ỉượng
bình
củã
hiệu
trongtín
•
t
hai
phương
pháp
Dẳểm QAM
4
chế
làđiều
như
(ĩ)
•
• (5)
nhau.
Lưu
ý
rằng
khoảng
cách
giữa
các
điểm
ở
QAM

4 lớn
hơn
khoảng
cách
giữa
các
điểm
của
QAM
16.
Do
đó
nếu
xét
trên
cùng
một
kênh
truyền
thì
nhiễu
dễ
tác
động
vào
QAM
16
hơn,
tức
làđịi

QAM
16S/N
hỏi
tỉ
số
cao
hơn
QAM
4 cách
hay
khoảng
truyền
của
Hình 3.9. Chùm điểm QAM 16 và QAM 4 ứên cùng hệ trục với
cùng
QAM
16 mức năng
nhỏ
hon
lượng Hình 3.10 là sơ đồ khối của bộ điều chế. Dịng dữ liệu từ người
QAM
sử
4. dụng đi vào
Tổng
qt
có
thể
thấy hai phần
bộ điều chế. Tại dây dữ liệu được chia thành hãi nửa, được điềurõchế
thành

rằng
QAM
có
càngsuất
lán
trực giao vái nhau rồi được tổ hợp thành tín hiệu cầu phương bậc
và cơng
truyền
trên kênh
thì
phát
địi
hỏi
truyền dẫn. Điều đó có nghĩa là các tín hiệu cầu phương là tố hợp
càng
của
láncách
hai
và tín hiệu
khoảng
truyền
càng
xuất phát
nhỏ.ĐLéixỉ QAM lé
từ cùng một nguồn nhưng được làm lệch pha nhau 90 độ.

o


Hình 3.10. Sơ đồ bộ điều chế QAM

Khoa Điện Tử Viễn Thơng

Lớp ĐHĐT1 -KI

Hình 3.11 là một dạng của bộ giải diều chế QAM, đầu vào của bộ giải diều chế là
tín hiệu thu được trên đường truyền và tín hỉệu đầu ra được chiếu lên chùm điểm của máy
thu.

Hình 3.11. Sơ đồ khối bộ giải mã điều chế QAM
❖ Phương pháp điều chế CẨP (Carrỉerỉess Ampìỉtude/Phase Moduỉation)
Phương pháp điều chế phã và biên độ không sử dụng sóng mang này dựa trên
phương pháp điều chế QAM. Bộ thu của phương pháp điều chế QAM yêu cầu tín hiệu tới
phải có phổ và pha giống như phổ và pha của tín hiệu truyền dẫn. Do các tín hiệu truyền
trên đường dây điện thoại thơng thưịng khơng đảm bảo được yêu cầu này nên bộ diều
chế của xDSL phải lắp thêm bộ điều chỉnh thích hợp để bù phần méo tín hiệu truyền dẫn.
Điều chế CAP khơng sử dụng kết hợp trục tải trực giao bằng kết hợp sin và cosin. Việc
điều chế duợc thực hiện bằng cách sử dụng bộ lọc thơng dải 2 nửa dịng dữ liệu. Các bit
cùng một lúc mã hoá vào một ký hiệu (Symbol) và qua bộ lọc, kết quả đồng pha và lệch
pha sẽ biểu diễn bằng đơn vị Symbol. Tín hiệu được tổng hợp lại đi qua bộ chuyển dổi
A/D, qua bộ lọc thông thấp và tới đường truyền. Ở đầu thu, tín hiệu nhận được qua bộ
chuyển đổi A/D, bộ lọc và đến phần xử lý tnrớc khi tới bộ giải mã. Bộ lọc phía đầu thu và
bộ phận xử lý là một phần của việc cân bằng, diều chỉũh.
❖ Phương pháp điều ché đa tần rời rạc (DMT - Discrete Muĩti-Tone Moduỉation)
Đỉều chế DMT là kỹ thuật điều chế đa sóng mang. DMT chia phổ tần số thành
các kênh 4 KHz. Các bỉt trong mỗi kênh duợc điều chế bằng kỹ thuật QAM và đặt trong
các sóng mang. Trong hệ thống ADSL, băng tần từ ừạm trung tâm xuống thuê bao được
chia thành 256 kênh và băng tần từ thuê bao lên trạm trung tâm được chia thành 32 kênh,
mỗi kênh có thể mang một số luợng bit khác nhau phụ thuộc vào chất lượng của từng

kênh. Hình 3.12 mô tả một sơ đồ điều chế DMT đơn giản.

Đài tập lán mơn Ghép kênh tía hiệu sổ

Page 13


Khoa Điện Tử Viễn Thơng

LópĐHĐTl-Kl

Hình 3.12. Sơ đồ điều chế DTM đơn giản

ỉtlpUE

t> LIS

IapMĩ
bas

iQpuT

t>lis

Phương pháp điều chế DMT cổ nhiều ưu điểm nổi bật. Như ta dã biết, mạng cáp
điện thoại có chất lượng và chiều dài dây khác nhau, tín hiệu truyền trên mạng cáp này
chịu ảnh hưởng của các loại nhiễu như xuyên âm, tín hiệu radio AM,... DMT khắc phục
vấn đề này bằng cách sử dụng các phần phổ có suy hao và nhiễu nhỏ. DMT thực hiện
việc kiểm tra đường dây để xác định xem dải tần số nào có thể sử dụng và bao nhiêu bit
có thể truyền trong mỗi kênh. Kênh có tỷ số tín hiệu trên tạp âm (S/N) lớn truyền được

nhiều bit hơn các kênh có S/N nhỏ. Đối với kênh tốt (S/N lớn), DMT thực hiện tăng số
điểm trong chùm điểm.
3.6

Ghép kênh

Chuỗi bit trong các khung ADSL có thể chia tối đa thành bảy kênh tải tin tại cùng
một thời điểm. Các kênh này duợc chia thành hai lởp chính: đơn huỗng và song hướng.
Chủ ý rằng, các kênh tải tin này là các kênh logic và chuỗi bít từ tất cả các kênh cùng
được truyền đồng thời trên đườag truyền ADSL mà không phải sử dụng băng tần riêng.
Bất kỳ kênh tải nào cũng có thể được lập trình để mang tốc độ là bội số của tấc độ 32
kbps (Bảng 3.1). Đổi với những tốc độ không phải là bội sổ củã 32 kbps thì phải sử
dụng đến các bit phụ trong phần mào đầu của khung ADSL.
Kênh mang
ASO

Hệ số nhân tối đa
192

Tốc độ cao nhất hỗ trợ (Kbps)
6144

Đài tập lán mơn Ghép kênh tía hiệu số

Page 14


Khoa Điện Tử Viễn Thông

Lớp ĐHĐT1 -KI

AS1

144

4608

AS2

96

3072

AS3

48

1536

LSO

20

640

LSI

20

640

LS2

20

640
Đảng 21.1. Tốc độ kênh mang

Bài tập lớn mơn Ghép kênh tín hiệu số

Page 15


Khoa Điện Tử Viễn Thơng

LópĐHĐTl-Kl

độ kênh con
Giá trị của nx
♦♦♦ Truyền tải đơn hướng từ trạm trung tâm tới kháchTốc
hàng:
ADSL cho phép tạo tối đa bốnASO
kênh tải tin từ trạm trung
tâm tới khách hàng. Bốn nkênh
tải
n0 X 1,536 Mbps
0= 0, 1, 2, 3, hoặc 4
tin này chỉ có nhiệm vụ mang chuỗi bit tới khách hàng và được ký hiệu tò ASO tới AS3.
ni X1,536
1,536Mbps

Mbpsđể truyền tốc độ
ni=cơ0, 1,2, hoặc 3
Các kênh này thiết lập trên cơAS1
sở bội số của kênh tốc độ
bản TI (Bảng 3.2).
AS2
n2 X 1,536 Mbps
n2= 0, 1, hoặc 2
AS3

n3 X 1,536 Mbps

n3= 0 hoặc 1

Bảng 3.2. Các giới hạn trên của tốc độ tải tin
1 nào và số lượng
2
3
Số kênh con lớn nhất có thể hoạt động tại bất cứ thời điểm
tối đa kênh
tải đơn
tải tin có thể truyền đồng thời trong hệ thống ADSLKênh
tuỳ thuộc
vàohướng
lớp truyền tải. ADSL
6,114
4,608
Dung
lượng
lớn

nhất
(Mbps)
đưa ra 4 lớp truyền tải (Bảng 3.3) được dánh số từ 1 dến 4. Trong đó
lớp 1 và 4 3,072
là bắt
buộc còn lớp 2 và 3 là tuỳ chọn.
1,536
1,536
1,536
Kênh tải lưa chon
(Mbps)

Số lượng kênh lớn nhất

Dung lượng lớn nhất (Kbps)
Kênh tải lưa chon
(Mbps)

Số lượng kênh lớn nhất

3,072
3,072
4,608
4,608
6,144
4
3
(AS0, AS1, AS2, (AS0, AS1,
AS3)
AS2)

Kênh tải song hướng

640
576
384
160
C(64)

4
1,536
1,536

3,072

2
(AS0,
AS1)

1
(AS0)

608

608

176

384
160
c (64)

2

384
160
C(64)
2

160
C(64)

2
2
(LS0, LSI, LS2)
(LS0, LSI) Hay
(LS0, LSI) Hay (LS0, LSI)
(LS0, LS2) (LS0, LS2)

Đài tập lán mơn Ghép kênh tía hiệu số

Page 16


Khoa Điện Tử Viễn Thông
Lớp ĐHĐT1 -KI
Bảng 3.3. Các phương án lựa chọn kênh mang cho các lớp truyền tải (Tl)
ADSL cũng xây dựng cấu trúc 2 Mbps để truyền tốc độ cơ bản El. Tuy nhiên chỉ
có ba kênh tải ASO, AS1, AS2 (Bảng 3.4) hỗ trợ cho sử dụng luồng 2 Mbps.
Kênh con

Tốc độ kênh con

Giá trị của nx

ASO

n0 X 2,048

Mbps

n0= 0, 1,2, hoặc 3

AS1

ni X 2,048

Mbps

ni= 0, 1, hoặc 2

AS2

n2 X 2,048 Mbps

n2= 0 hoặc 1

Bảng 3.4. Các kênh tải hỗ trợ cho luồng 2 Mbps
Với cấu trúc 2 Mbps, lớp truyền tải được đánh số từ 2M-1 dến 2M-3 (Bảng 3.5).
Chức năng của tất cả các lớp đều tuỳ chọn.
Lớp truyền tải
Dung lượng lớn nhất

(Mbps)

2M-1
2M-2
Kênh tải đơn hướng

2M-3

6,114

2,048

4,608

2,048
2,048
Kênh tải lựa chọn (Mpbs)
4,096
4,096
6,144
3
2
Số lượng kênh lớn nhất (AS0, AS1, AS2)
(AS0, AS1)
Kênh tải song hướng

2,048

1
(AS0)

Dung lượng lớn nhất (Mbps)
576
Kênh tải lưa chon
(Mbps)

384
160

384
160

C(64)

C(64)

160
c (64)

3
(LS0, LSI, LS2)

2
2
(LS0, LSI) Hay (LS0,(LS0, LSI) Hay (LS0,
LS2)
LS2)
Bảng 3.5. Các phương án lựa chọn kên]1 mang cho các lớp truyên tải (El)

Số lượng kênh lớn nhất

Bài tập lớn mơn Ghép kênh tín hiệu số

Page 17


Khoa Điện Tử Viễn Thông

Lớp ĐHĐT1 -KI

♦♦♦ Truyền tải song hưởng:
Có ba kênh tải song hưóng có thể truyền đồng thời trên giao diện ADSL. Một
trong số đó ln là kênh điều khiển bắt buộc (gọi là kênh C). Kênh c mang các bản tin
báo hiệu cho việc lựâ chọn dịch vụ và thiết lập cuộc gọi. Tất cả báo hiệu từ nguờì sử
dụng mạng cho các kênh tải đơn hưóng tới khách hàng được tải ở đây. Tuy nhiên kênh c
cũng có thể được sử dụng dể mang báo hiệu cho kênh song hưóng nếu có yêu cầu.
Bên cạnh kênh c, hệ thống ADSL có thể mang hai kênh tải song hướng tuỳ chọn:
LSI hoạt động ở tốc độ 160 kbps và LS2 hoạt động ở tốc độ 384 kbps hoặc 576 Kbps.
♦♦♦ Phần mào đầu:
Phần mào đầu thực hiện nhiều chức năng khác nhau trong quá trình tải tin. Một
trong số các chức năng chính của phần mào đầu là đồng bộ các kênh tải để thiết bị ADSL
ở hai dầu đường truyền có thể nhận biết cấu trúc các kênh (AS và LS), tốc độ của các
kênh, vị trí của các bỉt trong khung. Các chức năng khác của phần mào đầu bao gồm:
kênh nghiệp vụ nhúng (EOC - Embedded Operation Channel), kênh điều khiển nghiệp vụ
(OCC - Operations Conừol Channel) để tái cấu hình, thích ứng tốc độ từ xa và phát hiện
lỗi qua việc kiểm tra CRC (kiểm ưa phần dư chu kỳ), một số bit sử dụng cho khai thác,
quản lý và bảo duỡng (OMC), số khác dùng để sửa lỗi trước (FEC - Forward Error
Correction).
3.7

Cấu trúc sỉêu khung và khung ADSL
Trong ADSL, một siêu khung bao gồm một dãy 68 khung ADSL liên tiếp. Trong
số đó một vài khung có chức năng đặc biệt. Ví dụ, khung 0 và 1 mang thơng tin điều
khiển lỗi (CRC) và các bit chỉ thị sử dụng cho quản lý đường truyền. Ngoài ra, các bit chỉ
thị khác được mang trong khung 34 và 35. Một khung dồng bộ đặc biệt khơng mang tín
theo sau siêu khung đảm nhận chức năng đồng bộ cho siêu khung.
Siẽu
khung {17
ms)IChMr

Khung

Khung

KLiung

Khun^

•66

67

ầg:

34

Bộ đệm dữ liệu nhanh

ilong
hộ

Bộ đệíTi dũr liệu xen

yV
Bvtí *JCr lièu 1 ị in.hu.nh \ V

Fasn
byic

ICh
uBiỉ
Ẽ

//
cát; bytí FEC

B>1c dủ lfc«^u ucn

/y
: 1 byte-

bytcs

Rr bytcs

KJ-rtiin«: d ủ íiựu dãcm Cảc bytc

í- ảc bNie JV,
Hlinnt: dũi lĩ«jư diu vio nũ hoi chữni đicrn ('dMcrn C)

F>àu ra FEC íđiêm H| Koặi' khian^r dhữ licu d.13 VBO ma
ã hnó ô-&T.n n 1 drTi r-nra p )
cnc 13-7 trong

hytí’
Pihnnh và
*J|_) nL'
hộ

IbO-7

trorkỊgĩ
lfcỊ3ífoff'
’

trong

bytE
Ĩ3<>
50

16-23 byle

khunir duLujư

ặ I bi— b ĩl Cha Lh«>

K.hơn-0 dCuiiĩ lioậc

LỈĩr

liệiỉ mirc bit

5«LI|JCS)| 2:302-

Đài tập
lán3.13.
mơn cấu
Ghép
kênh
hiệu sổ
Page
Hình
trúc
siêutíakhung
ADSL Một khung ADSL
cỏ 18
chu kỳ 250 ỊIS và chia thảnh hai phần chính: phần số liệu nhanh và phần số liệu xen.


♦♦♦ Phần số liệu nhanh:
Số liệu nhanh được chèn vào trong đường dẫn đầu tiên của khung. Byte đầu tiên
gọi là “fast byte” và mang chức năng CRC và một số bit chỉ thị cần thiết, Các byte dữ
liệu từ bộ đệm liên tục được chèn tiếp sau “fast byte”. Các byte cho mỗi kênh mang theo
yêu cầu như Hình 3.14 và Hình 3.15. Nếu kênh mang nào khơng dùng thì sẽ khơng có
dữ liệu chèn vào khung tương ứng. Neu như khơng có dữ liệu nào được gửi đi, thì
khung chỉ chứa fast byte. Phần bộ đệm dữ liệu nhanh kết thúc bằng các byte chứa thông
tin dồng bộ (AEX và LEX) và mã sửa lỗi FEC. Mỗi siêu khung ADSL dành 8 bit cho
CRC (crc0~crc7), 24 bit chỉ thị (ib0-ib23) dành cho chức năng OAM. “Fast byte” của
khung 0 được dùng cho các bit CRC, của khung 1, 34, 35 dùng cho bit chỉ thị ib, các
khung còn lại tải bit cấu hình (EOC) và bit điều khiển đồng bộ (SC) cho việc xác định

cấu trúc kênh tải và dồng bộ. Phần số liệu nhanh có cấu trúc kiểm soát lỗi đơn giản được
dùng để truyền các dữ liệu yêu cầu độ trễ nhỏ và chấp nhận lỗi như tín hiệu vỉdeo,
audio.
cãc b>tc

Dâu ra FEC ídiini lỉi hoặt khưnỊỉ Oữ litu JJU vào mã liui ckiini ditin Iilicui C)

Càc 'byte K p

Qhép thun2 -dứ li«ịu (diém A{l
Fasi bylc

ci( 1*5-1 c FEC
ASữ

byie

1

IASỠ)

ASL

b}ic B,

AS2

bjrte B|

IAS11

CA52)

AS3

bytc Br

(AS3>

LSI)

byte H,

lL50>

LSI

byte Bi

byte Bi


LS2

AEX

bjic Ei

bvtc

fL52)

LEX

bytc

L,

bylc

Ri

Hình 3.14. Khung dữ liệu đường nhanh
O.K 1 cocl2
>

ac7
eocẾ

V Li , -t

sc7

St5

coc3

coc2

sc4

sc3

cocl

ac2

cac 1! EDcta

SCCí

ri

1

sc l

0

scí

sc4

coc9

sc3

ỂOCS

sc2

coc7

I

sci

0

1 bai

Ĩb7
Fr3mcs 0. 1
rramcs 34, 55

CĨC7 cr^o

crc5

crc4

ihl5

ihl 3

ibl2

ibl4

ibíi

crc2

crc L crcO

ibll>

itrtì

ỉbs

]h&

ib5

Evcm-numbcrcd tramci

ib4

Íb3

ib2

ibl

[bo

ikỉd

ibiv

ihl
K

ihl7

ili 1 fi

r-isa^aa-st
ih23

ib22

ib21

Prarncs
2-33.,
36-67 I Sỵiĩclĩ Ci'Ntrrvỉ

s bm

In al] fnncs bu 7 - MSB ajid bít t) - LSB

Hình 3.15. Định dạng byte đồng bộ đưèmg nhanh gọi là “fast byte”


Odđ-nunshcĩcd íramcs- (iniíiieiiĩírtcly fa]Low evcnnimibcrcd iramc IO the Ic tìỊ

nish

♦♦♦ Phần số ỉìệu xen:
Số liệu xen được chèn vào Sâu khung số liệu nhanh. Đầu tiên nó được tập hợp
theo khuôn dạng gỉống như khung số liệu nhanh. Byte đồng bộ trong khung 0 mang các
bit kiểm tra CRC. Trong các khung khác từ 1 dến 67, byte đồng bộ sẽ mang thông tin
điều khiển sc cho các kênh mang được gán cho đường xen hoặc mang thông tin kênh
điều khiển mào đầu ADSL (AOC) (Hình 3.16 và Hình 3.17).
Cảc bỵi< K|
Ghcpkhunc dử Liệu ỉđỄẽtii AJ

ASO

Eỉvl L 1 1

1

ASI

LSO

L£J

LS2
AEX

LEX

byiB

Á,

byíc

hụ

bvie

bj-tc Bi
ÍASC)

1

ohép ktiunẼ
dủ liiịu Bt)

B[
byic Bj <AS2>
< AS11

b>1f Bi
ÍLSOl

b>tc Bi (AS3I

C]fcẽp khung

dữ Ih*u #

bytc Bi

asi)

dữ liịịu #s-l

Cãc bytc Kì

KÌHIXIỆ Jũ !K U
d ju ra FEC í*c

Cảc bytc Ri

Khuri c du lìcu
dãu ra FEC # S-J

*••

nxsb

cre6

byle
PEC

Các byte Ki

Khung đu liẽia
diu .ra FEC -1

L,

Cãc

dhtp khung

m *m

Ĩ

bvtc Bi
ri 52 5

crc5

cre4

CKl

creỉ

crel

crt'7

Các bvtc Nn

Cãc bvtc Nr

c'ác bylc N|

Hình 3.16. Tạo khung đường xen

sc4
sc7

MC

SC5

scỉ

sca

scl

11 siụmls arc ỉillocak d !'-■

soQ

tnlcíkiK bulíci
Franws J -ÌD7
aoc7

Fnunc0

atx4
acxCi

aoc5

aocl

aacl

aocl

aoctl

II no signuls are dLDI.J(CJ lo
miíriesví bulỉí.T

Synch

Canỉrvl

NOTE-thí aaniL-s *fastbytc" and "s>m- byíi’ BTC abtrcviotiors l'or. and arc u^d intCKhangeabỉv V itL “&Et syuchiDĐÌaliocbytc" and
'inlcrltiTsd iyDdraũalkn byte", rcspativdy.

Hình 3.17. Định dạng byte đồng bộ đường xen cịn được gọi là “sync byte

crcO


Khoa Điện Tử Viễn Thông
Lớp ĐHĐT1 -KI
”Phần tử tạo nên siêu khung là các khung ADSL, cấu trúc cho số byte mặc định
trong khung ADSL được trình bày trong Bảng 3.6. Tuy nhiên, các giá trị mặc định có
thể thay đổi.
Tín hiêu

Phân đêm dữ liêu xen
Phân đêmtdíliêu nhanh

Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3
Lớp 4
Lớp 1
Lớp 2
Lớp 3 Lớp 4
AS0
96
96
48
0
0
0
0
0
AS1
96
48
48
0
0
0
0
0
AS2
0
0
0
0
0
0

0
0
AS3
0
0
0
0
0
0
0
0
LS0
255
2
2
2
0
0
0
0
LSI
5
5
0
0
0
0
0
0
LS2

0
0
0
0
12
12
12
0
Bảng 3.6. Vùng đệm mặc định cho các lớp truyền tải
Trên đây đã nêu ra những nét chính của cấu trúc khung và siêu khung ADSL.
Như trên Bảng 7, cấu trúc mặc định cho lớp truyền tải thứ nhất là 96 byte ASO và AS1
trong mỗi khung ADSL. Vì có 8 bit trong một byte và 4000 khung ADSL được truyền
mỗi giây nên tốc độ bit trên ASO và AS1 là 3,072 Mbps. Tương tự như trên, các dịch vụ
tốc độ dựa trên chuẩn 2,048 Mbps cũng có quy định kích cỡ mặc định của vùng đệm
cho lớp truyền tải 2M (Bảng 3.7).
Tín
hiêu
AS0
AS1
AS2
LS0
LSI
LS2
1 1 1

Phần đệm dữ liệu xen
Lớp 2M-1
64
64
64

2
0
0

Lớp 2M-2
64
64
0
2
0
0

Lớp 2M-3
64
0
0
255
0
0

Phần đệm dữ liệu nhanh
Lớp 2M-1
0
0
0
0
5
12

-----------------------------------------------------------------------------

Lớp 2M-2
0
0
0
0
0
12

Lớp 2M-3
0
0
0
0
5
0

Bảng 3.7. Vùng đệm mặc định cho các lớp truyên tải (El)

Các kênh AS0, AS1 và AS2 gửi 64 byte trong mỗi khung trên lớp truyền tải 2M1. Như vậy sẽ có ba kênh tải tin từ trạm trung tâm xuống thuê bao hoạt động ở tốc độ
2,048 Mbps.

Bài tập lớn môn Ghép kênh tín hiệu số

Page 23


Khoa Điện Tử Viễn Thơng

LópĐHĐTl-Kl

CHƯƠNG 4: CƠNG NGHỆ ADSL2
Khi số ngụờỉ sử dụng ADSL dựa trên chuẩn ADSL thế hệ thứ nhất vượt con số 25 tnệu
thì cũng là lúc ITU hoàn thiện và phê duyệt phiên bản mới về chuẩn ADSL. Chuẩn mới
này được biết dến với cái tên “G.dmtbis” và “G.lite.bis” tại ITU, nhưng sau đó thơng
dụng hơn với cái tên “ADSL2”. ADSL2 được chuẩn hoá trong ITU G.992.3 và G.992.4
vào tháng 7 năm 2002 và được xem là ADSL thế hệ thứ hai. ADSL2 vẫn sử dụng băng
tần như ADSL thế hệ thứ nhất (Hình 4.1). Tuy nhiên so với ADSL thế hệ thứ nhất,
ADSL2 thêm một số tính năng mới nhằm mục đích cải thiện đặc tính và khả năng kết
nối, thêm khả năng hễ trợ các ứng dụng, các dịch vụ mới và các kế hoạch phát triển ừong
tương lâi.
POT!
I 1ITAU

M %’S 'TTỈ i AM

ÁSI-

4.1

aMHỉ
Hình 4.1. Băng tần ADSL2
Các mơ hình tham chỉêu

4.1.1 Mơ hình chức nang ATU
Hình 4.2 mơ tả các khối chức năng và các giao diện của ATU-C và ATU-R. Đó là các
chức năng cơ bản nhất của ATU-C và ATU-R. Các chức năng quản lý được điều khiển bởi
hệ thống quản lý của nhà khai thác (EMS hoặc NMS) không được mơ tả trong Hình 4.2.
Giao
OAM

NTR

diẹn

ATUC

.

MPS-TC

ct

ATUR
MPS-TC

u

Đài tập lán mơn Ghép kênh tía hiệu số

Oiao

di

OAM

ện

ỈÍTR

Page 24


Khoa Điện Tử Viễn Thơng

LópĐHĐTl-Kl

u
í—

Giao

Q

diện
ling
dụng

o
(-

Vs

Giao
dsện
úng
dựng

-1—
ĩầ

p

ỉf
F

ĨJ¥

l-l

ỈÂ
Cu

H

Hình 4.2. Mơ hình chức năng ATU

Đài tập lán mơn Ghép kênh tía hiệu số

Page 25