Công nghệ đường dây thuê bao số xDSL - Nghiêm Xuân Anh

Chia sẻ: Nguyen Van Binh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:111

Thêm vào BST

Báo xấu

102
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mạng thuê bao có thể dược hiểu là một tập hợp các môi trường truyền dẫn kể cả thiết bị khác nhau( wried, wireless, fibler) được xây dựng trên các công nghệ và kỹ thuật đa tuy cập khác nhau( TDMS, FDMA, CDMA, SDMA, WDM) có cấu hình t0po mạng khác nhau ( star, ring, internet, VoD, interactive video phone...) thực hiện các cuộc gọi viễn thông truyền hình ,internet

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Công nghệ đường dây thuê bao số xDSL - Nghiêm Xuân Anh

Công ngh đư ng dây thuê bao s xDSL Nghiêm Xuân Anh 31. 3. 2005
ii
M cl c 1 Gi i thi u khái quát v m ng thuê bao 1 1.1 Các lo i môi trư ng truy n d n .......................... 1 1.1.1 Twisted-Pair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1.2 Cáp đ ng tr c - coax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 Cơ s c a DSL 7 2.1 Các hình th c thay th DSL: S i quang, k t n i không dây và cáp đ ng tr c . . . 7 2.2 Qui mô trên th gi i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.3 Modem băng t n tho i và DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.4 Các phương th c truy n d n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.4.1 Hư ng truy n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.4.2 Đ nh th i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.4.3 Các kênh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.4.4 Các c u hình đơn đi m và đa đi m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.5 Thu t ng DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.6 Quan h T c đ - T m v i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.7 Xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.8 Các y u t thúc đ y và c n tr tri n khai DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.9 Các ng d ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.10 S ti n hóa c a truy n d n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3 Các lo i DSL 21 3.1 Đ d tr thi t k DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.2 Ti n thân c a DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 iii
M CL C iv 3.3 ISDN t c đ cơ b n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.3.1 Ngu n g c ISDN t c đ cơ b n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.3.2 Năng l c và ng d ng ISDN t c đ cơ b n . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3.3 Truy n d n ISDN t c đ cơ b n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.3.4 ISDN t c đ cơ b n ph m vi m r ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.3.5 Đư ng dây s b sung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.3.6 IDSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.4 HDSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.4.1 Ngu n g c c a HDSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.4.2 Kh năng và ng d ng c a HDSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.4.3 Truy n d n HDSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.4.4 HDSL th h th hai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4 Truy n d n đôi dây xo n 37 4.1 Ngu n g c đôi dây xo n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.2 M ng đi n tho i và Đ c tính M ch vòng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.2.1 Feeder Plant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.2.2 M ch vòng s (DLC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.2.3 Cáp ph i - Distribution Plant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.2.4 Đư ng kính dây .............................. 39 4.2.5 C u r Bridged Tap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.2.6 M ch vòng có t i (cu n c m) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.2.7 Phân b đ dài m ch vòng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.2.8 C u hình đi dây nhà khách hàng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.3 Ngu n c p cho đư ng dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.3.1 Kích ho t và ngưng kích ho t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.4 Dòng kín -sealing current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.5 Đ c tính đư ng truy n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.5.1 Mô hình "ABCD" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.5.2 Đo Hàm truy n đ t và "Suy hao xen" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
M CL C v 4.5.3 Cân b ng - Dòng kim lo i (metallic hay differential mode) và dòng ch y d c (longitudinal hay common mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.6 Nhi u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.6.1 Nhi u xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.6.2 Mô hình FEXT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.6.3 Phân b Nhi u xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.6.4 n đ nh theo chu kỳ c a nhi u xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.6.5 Nhi u Radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.6.6 Nhi u vô tuy n Amateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 4.6.7 Xâm nh p AM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 4.6.8 Nhi u xung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4.6.9 Xung Cook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.6.10 Can nhi u gi a các DSL và ghép kênh . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.6.11 T can nhi u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.6.12 Các mô hình M t đ Ph Công su t xuyên âm NEXT và FEXT . . . . . 54 4.6.13 Các m ng 3 c a cho DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 5 So sánh DSL v i các phương ti n khác 59 5.1 S i quang t i nhà thuê bao (FTTH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 5.2 Cáp đ ng tr c và Đ ng tr c lai s i quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 5.3 S l a ch n không dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 6 Các phương pháp truy n song công 63 6.1 Song công 4 dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 6.2 Kh ti ng v ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 6.2.1 Kh ti ng v ng thích nghi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 6.3 Song công phân chia th i gian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 6.4 Ghép kênh phân chia t n s ............................ 67 7 Các phương th c truy n d n s cơ b n 69 7.1 Đi u ch và gi i đi u ch cơ b n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 7.1.1 Kênh t p âm Gauss tr ng c ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
M CL C vi 7.1.2 Đ d tr , Kho ng cách và Dung lư ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 8 Công ngh đư ng dây thuê bao s không đ i x ng ADSL 75 8.1 Gi i thi u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 8.1.1 Truy n s li u qua modem POTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 8.1.2 So sánh thông tin modem POTS v i phi POTS . . . . . . . . . . . . . . 76 8.1.3 ADSL: Đư ng dây thuê bao s không đ i x ng. . . . . . . . . . . . . . 77 8.1.4 Ph t n c a ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 8.1.5 POTS splitter PS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 8.1.6 Tho i/ d li u qua DSL? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 8.1.7 Ki n trúc m ng ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 8.1.8 Các ng d ng c a ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 8.1.9 Mô hình tham chi u h th ng ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 8.1.10 C u trúc khung ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 8.1.11 Khái quát v tiêu chu n ANSI T1.413 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 8.1.12 Các tiêu chu n ITU-T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 8.1.13 S khác bi t gi a T1.413i2, G.dmt và G.lite . . . . . . . . . . . . . . . . 87 8.1.14 Ph t n c a ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 8.2 Các gi i h n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 8.2.1 T c đ d li u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 8.2.2 Gi i h n băng t n Nyquist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 8.2.3 Thuy t dung lư ng Shannon-Hartley . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 8.2.4 Shanoon-Hartley: Dung lư ng ph thu c vào kho ng cách. . . . . . . . . 91 8.2.5 S ph thu c c a suy hao vào t n s ................... 91 8.2.6 Suy hao do kho ng cách . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 8.2.7 T c đ ph thu c vào kho ng cách . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 8.2.8 Nhánh r .................................. 92 8.2.9 Xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 8.3 Đi u ch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 8.3.1 Đi u Biên C u Phương - QAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 8.3.2 QAM và nhi u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
M CL C vii 8.3.3 Mã đa t n r i r c DMT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 8.3.4 Ví d v Mã đa t n r i r c DMT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 8.3.5 DMT và ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 8.3.6 DMT ph thu c vào đ c tính đư ng truy n . . . . . . . . . . . . . . . . 97 8.3.7 S bit trên sóng mang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 8.3.8 Tráo bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
M CL C viii
Danh sách hình v 3.1 C u hình ISDN ph m vi m r ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2 HDSL song công đơn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.3 HDSL đơn công kép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.4 HDSL đơn công kép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4.1 Minh h a dòng metallic (kim lo i) và dòng longitudinal (d c) . . . . . . . . . . 45 4.2 Minh h a xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 6.1 Kh ti ng v ng cho vi c tách bi t tín hi u trên 2 dây . . . . . . . . . . . . . . . 64 6.2 Kh ti ng v ng cho vi c tách bi t tín hi u trên 2 dây . . . . . . . . . . . . . . . 66 6.3 Kh ti ng v ng cho vi c tách bi t tín hi u trên 2 dây . . . . . . . . . . . . . . . 67 7.1 Máy phát c a h th ng truy n d n s ....................... 69 7.2 B đi u ch tuy n tính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 7.3 Kênh b h n ch băng t n v i t p âm Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 7.4 Gi i đi u ch , phát hi n và gi i mã . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 8.1 Thông tin modem băng t n tho i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 8.2 Thông tin modem băng t n tho i so v i phi tho i . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 8.3 Đư ng dây thuê bao s không đ i x ng ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 8.4 Ph t n c a ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 8.5 B tách POTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 8.6 Tho i/d li u qua DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 8.7 Ki n trúc m ng ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 8.8 Mô hình tham chi u h th ng ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 8.9 Siêu khung ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 ix
DANH SÁCH HÌNH V x 8.10 S d ng byte nhanh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 8.11 Ph t n c a các lo i ADSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 8.12 Quan h gi a Dung lư ng và Kho ng cách . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 8.13 Suy hao ph thu c vào t n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 8.14 Suy hao do kho ng cách . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 8.15 Nhánh r ...................................... 93 8.16 Xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 8.17 Đi u ch biên đ c u phương QAM-16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 8.18 QAM và nhi u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 8.19 QAM và nhi u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 8.20 S bit trên sóng mang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 8.21 Khi có tác đ ng c a nhi u lên m t vài sóng mang . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 8.22 Khi SNR gi m sơ đ đi u ch QAM gi m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 8.23 Các bit b g t ra đư c chuy n sang các sóng mang khác . . . . . . . . . . . . . . 100 8.24 Đ d tr nhi u TNM đư c tr i đ u qua toàn b ph t n . . . . . . . . . . . . . 101
Chương 1 Gi i thi u khái quát v m ng thuê bao M ng thuê bao có th đư c hi u là m t t p h p các môi trư ng truy n d n (k c thi t b ) khác nhau (wired, wireless, fiber) đư c xây d ng trên các công ngh và k thu t đa truy c p khác nhau (TDMA, FDMA, CDMA, SDMA và WDM ) có các c u hình topo m ng khác nhau (Bus, star, ring, mesh ...) nh m cho phép các khách hàng thu c các d ch v vi n thông khác nhau (voice, fax, internet, VoD, interactive video phone ...) th c hi n các cu c g i vi n thông, truy n hình, internet vv... Trư c h t ta tìm hi u v các lo i môi trư ng truy n d n, ưu như c đi m và kh năng ng d ng c a chúng. Sau đó s trình bày sơ lư c v các k thu t truy c p m ng, các c u trúc m ng cho các lo i hình d ch v vi n thông khác nhau. 1.1 Các lo i môi trư ng truy n d n 1.1.1 Twisted-Pair L ch s ra đ i c a m ng đi n tho i công c ng g n li n v i đôi dây xo n, và th m chí cho t i t n bây gi ph n l n khách hàng truy c p vào m ng truy c p thông qua các m ch vòng đôi dây đ ng xo n. M c dù đôi dây đ ng xo n có đóng góp to l n vào s ti n b c a truy n thông nhưng các ng d ng tiên ti n đòi h i nh ng lư ng băng t n l n hơn nhưng gì mà đôi dây xo n đem l i. Chính vì l đó, tương lai c a đôi dây đ ng xo n đang m nh t d n. Đ c đi m • Như đã bi t, băng t n h u ích c a đôi dây đ ng xo n vào kho ng 1 MHz. m t kho ng cách nh t đ nh, v i băng t n như v y có th h tr t c đ t 2 đ n 3 Mb/s. Tuy nhiên, t n t i m i quan h ngh ch đ o gi a kho ng cách và t c đ (băng t n kh d ng). Khi kho ng cách gi m thì ta có th tăng t c đ truy n qua đôi dây xo n. VD: Trong các m ng LAN, ta có th s d ng đôi dây xo n cho Ethernet v i t c đ cho phép t i đa là 100 Mb/s c ly không quá 100m. 1
CHƯƠNG 1. GI I THI U KHÁI QUÁT V M NG THUÊ BAO 2 • M t d c đi m khác là đôi dây xo n yêu c u c ly kho ng l p ng n, d n t i s lư ng ph n t trên m ng tăng, k t qu là chi phí cho nh ng h ng hóc phát sinh trong quá trình ho t đ ng dài h n c a m ch vòng l n. • Twisted pair d b nhi m nhi u và méo, bao g m nhi u đi n t trư ng (EMI), nhi u t n s vô tuy n (RFI) và các tác đ ng c a đ m, ăn mòn. Do đó tu i th c a cáp đ ng xo n gi m theo th i gian. Có nh ng đôi dây tri n khai ng m t vài ch c năm qua, ph n l n không còn s d ng đư c. • Tương lai thì cáp đ ng s ch còn đư c s d ng đ di dây gi a các máy tính trong các công s . Tuy nhiên, không lâu sau thì t t c s có th đư c thay th b ng WIFI. Các lo i đôi dây xo n Các ng d ng c a đôi dây xo n Đôi dây xo n tương t và s : đư c s d ng cho các đư ng dây thuê bao tương t truy n th ng (các kênh đi n tho i) 4 kHy. Đôi dây s có d ng ISDN và h đư ng dây thuê bao s th h m i xDSL. 1. N-ISDN: ra đ i vào năm 1983, d đ nh tr thành tiêu chu n cho m t m ng toàn s , cung c p các d ch v s s d ng m ng đi n tho i công c ng trên toàn th gi i v i ch t lư ng cao, g n như không có l i. Có hai lo i N-ISDN: • BRI: 2B+D. Kênh B dùng đ mang thông tin (tho i, d li u ho c fax). Kênh D là kênh s li u dùng đ truy n báo hi u. Do báo hi u không liên t c trong nh ng chu kỳ th i gian dài nên kênh D còn đư c t n d ng đ truy n d li u chuy n m ch gói t c đ th p. M i kênh B (64 kb/s), D (16 kb/s) t o ra t c đ t ng th là 144 kb/s. C ly t i đa đ t 5,5 km. Lo i ISDN BRI này ch y u dành cho các doanh nghi p nh và các h gia đình cá th , khu dân cư. • PRI (hay PRA), đư c s d ng cho các h th ng thương mai, PBX, các b ghép kênh vv... Có hai tiêu chu n PRI dùng trên hai đôi dây xo n là: NA+Japan: 23B+D, còn các nư c khác s d ng 30B+D. Khác v i BRI, kênh D có t c đ 64 kb/s và cũng đư c s d ng đ mang báo hi u và d li u gói b sung. V i nhu c u ngày càng tăng v m t m ng truy c p t c đ cao ph c v nhu c u truy c p internet và lư t web thì BRI không còn đư c đánh giá cao. Vì v y, v i s ra đ i c a xDSL thì N-ISDN ngày càng không có ch đ ng và d n lu m trong m ng vi n thông. 2. xDSL H nhà xDSL g m: • HDSL (high bit rate DSL) • ADSL (Asymmetrical DSL)
1.1. CÁC LO I MÔI TRƯ NG TRUY N D N 3 • IDSL (ISDN DSL) • SDSL (symmetrical DSL) • RADSL (Rate Adaptive DSL) • VDSL (Very high bit rate DSL) Viêc l a ch n d ch v (thành viên trong h xDSL) ph thu c vào ng d ng c th . N u m c đích là lư t web, ta mu n download nhanh theo m t hư ng (hư ng xu ng) và c n m t kênh lưu lư ng th p cho đư ng lên đ truy n t i các cú nh p chu t. Khi đó ta ch n ADSL. Tuy nhiên, n u b n làm vi c t nhà và mu n g i đi các b c nh ho c các file có kích thư c l n hay mu n tham gia vào truy n hình h i ngh thì b n s c n lư ng băng t n th a đáng cho hư ng lên cũng như hư ng xu ng. Nghĩa là trong trư ng h p này, b n c n d ch v đ i x ng. Trong h nhà xDSL, trong khi m t s thành viên là đ i x ng thì m t s khác l i là b t đ i x ng. Tuy nhiên trong m t s trư ng h p có th đ t c u hình đ i x ng t thành viên b t đ i x ng. HDSL Đư c s d ng đ cung c p các đư ng truy n T-1 ho c E-1 thay th cho các đư ng truy n T1 và E1 truy n th ng. HDSL là m t d ch v đ i x ng, có th đư c tri n khai qua c ly kho ng 3.7 km. HDSL đư c th c hi n qua hai đôi dây xo n có băng t n như nhau cho hai hư ng. Nh m ph c v ph n l n các gia đình ch có m t đôi dây ch y trong tư ng, m t d ng khác c a HDSL là HDSL-2 đư c phát tri n. HDSL-2 cho dung lư ng t i 1,5 ho c 2 Mb/s qua m t đôi dây đơn. ADSL là m t d ch v b t đ i x ng đư c tri n khai qua m t đôi dây xo n. V i ADSL, đ i đa s lư ng băng thông đư c dành riêng cho hư ng xu ng (t m ng t i khách hàng), m t lư ng nh băng thông dành cho hư ng lên, nhìn chung lư ng băng t n này ch đ đ cho phép th c hi n d ch v đi n tho i ho c g i đi các l nh đơn gi n. ADSL b gi i h n c ly kho ng 5,5 km k t t ng đài. Tuy nhiên có các bi n pháp kéo dài m ch vòng s đư c trình bày trong chương 2. Có hai lo i ADSL là ADSL1 và ADSL2. ADSL1 h tr 1,5 Mb/s lu ng xu ng (tiêu chu n B c M ) và 2 Mb/s lu ng xu ng (tiêu chu n ITU) còn lu ng lên đ t t 16 kb/s đ n 64 kb/s. ADSL1 đ đ lư t web t t, mang đư c video gi i trí c p th p và th c hi n đư c các tác v lu ng lên không đòi h i nhi u băng thông. Tuy nhiên ADSL1 không đ băng thông cho TV ô hay các d ch v tương lai. Vì v y ADSL2 đư c ưa chu ng hơn. ADSL2 h tr t c đ 6Mb/s (NA) đ n 8 Mb/s (ITU) cho lu ng xu ng, 640 kb/s đ n 840 kb/s lu ng lên. Ch y u các thuê bao ADSL n m trong đ dài 3,7 km. Tuy nhiên ta có th kéo dài c ly m ch vòng lên t i 12 km s d ng các tr m l p. M t l n n a, khi kho ng cách tăng thì t c đ gi m và ngư c l i, c ly gi m thì thông lư ng tăng. IDSL có m ch vòng t i đa 5,5 km, dùng m t đôi dây xo n, t c đ 128 kb/s cho m i hư ng. V cơ b n IDSL không có d ch v tho i. T c đ này như đã nói, quá th p đ truy n các d ch v trong tương lai, nhưng n u như không có s n các gi i pháp v băng r ng thì ta có th s d ng IDSL đ đ t g p đôi t c đ k t n i modem tương t 56 kb/s.
CHƯƠNG 1. GI I THI U KHÁI QUÁT V M NG THUÊ BAO 4 SDSL là d ch v đ i x ng có đ dài m ch vòng t i đa 5,5 km đư c tri n khai trên m t đôi dây xo n. Nó là m t gi i pháp t t cho các doanh nghi p, dân cư và các văn phòng nh , văn phòng gia đình ... Dung lư ng đ t N× 64 kb/s t i 2 Mb/s cho m i hư ng. RADSL có m ch vòng t i đa 5,5 km. Đư c tri n khai trên m t đôi dây xo n. Nó thích nghi t c đ d li u m t cách linh ho t, d a trên b t c s thay đ i nào có th x y ra v tình tr ng đư ng truy n và d a trên đ dài m ch vòng thuê bao. V i RADSL, t c đ có th bi n đ i trong m t d i r ng, t 600 kb/s t i 7Mb/s lu ng xu ng và t 128 kb/s t i 1 Mb/s lu ng lên. RADSL có th đư c c u hình cho d ch v đ i x ng ho c b t đ i x ng. VDSL ho t đ ng v i c ly t i đa 1,5 km trên m t đôi dây xo n. Qua kho ng cách này, lu ng xu ng có th đ t t c đ 13 Mb/s nhưng n u gi m xu ng 300 m thì có th đ t 52 Mb/s, đ cho truy n hình s . 3. Ưu và như c đi m c a đôi dây đ ng xo n • Ưu đi m – Tính s n có cao: hơn 1 t đư ng dây đi n tho i đã đư c tri n khai trên th gi i và n u còn dùng đư c thì v n đư c s d ng. Do đây là kho n đ u tư l n (250 t USD) nên các công ty đi n tho i v n t n d ng, c n tr vi c xây d ng cơ s h t ng m i cho các ng d ng tương lai. Đây v a là ưu đi m v a là như c đi m c a dây đ ng xo n. – Chi phí l p đ t trong nhà thuê bao th p – Chi phí cho chuy n đ i, di d i, b sung th p • Như c đi m – Ph t n h n ch (ph t n h u d ng kho ng 1 MHz) – T c đ d li u b h n ch . Kho ng cách càng l n thì t c đ d li u càng th p. Ví d : LAN t c đ đ t 100 Mb/s @
1.1. CÁC LO I MÔI TRƯ NG TRUY N D N 5 Các đ c tính c a coax • băng t n l n hơn nhi u băng t n c a đôi dây đ ng xo n. • coax truy n th ng h tr băng t n 370 MHz. • HFC (hybrid fiber coax) h tr các h th ng băng t n 750 - 1000 MHz. Do đó, coax có dung lư ng cao hơn dung lư ng c a đôi dây đi n tho i t 370 đ n 1000 l n. V i dung lư ng này thì ta có th chia nh thành các kênh riêng làm cho coax tr thành môi trư ng băng r ng. • ch t lư ng truy n c a coax cao hơn twisted pair (10−9 ). • c ly l p (khu ch đ i) cao hơn (2,5 km) • các hãng khai thác truy n hình cáp tuy đã có nhi u khách hàng s d ng nhưng trong th p k qua h đã c i ti n m ng tr c sang s i quang nh m c i thi n ch t lư ng truy n d n và lo i tr các b khu ch đ i. • V m t ki n trúc: Coax và HFC đư c tri n khai dư i d ng Bus. Trong c u trúc m ng bus thì băng t n b chia s và đi u này có nghĩa là ngh n trong m ch tăng khi s ngư i s d ng các d ch v này tăng. C u hình bus cũng th hi n đ r i ro v an ninh. Do không có m t đư ng v t lý riêng cho m i khách hàng như twisted pair mà m t s kênh dùng cho tho i đư c dùng chung cho m i ngư i s d ng chung đư ng truy n nên v n đ b o m t không t t. Nhi u trong topo bus: các đi m n i vào set-top box hay TV có khuynh hư ng thu nh n nhi u d n t i cáp có xu hư ng thu th p nhi u ngoài như máy hút b i, máy s y tóc vv... Các ng d ng c a coax • làm các đư ng trung k • làm cáp ng m qu c t xuyên bi n • cáp k t n i các thi t b đo, x lý • cáp LAN • CATV, m ch vòng n i h t HFC (s i quang tri n khai t i g n khu v c khách hàng, r i t đó dùng coax đưa d ch v t i t ng h gia đình.) Ưu, như c đi m c a coax
CHƯƠNG 1. GI I THI U KHÁI QUÁT V M NG THUÊ BAO 6
Chương 2 Cơ s c a DSL Công ngh đư ng dây thuê bao s (DSL) cung c p phương ti n truy n thông tin s t c đ cao qua các đư ng dây thuê bao đi n tho i. Ngày nay các đư ng đi n tho i có kh năng truy n d li u v i t c đ hàng tri u bit/giây. Đi u này đư c th c hi n thông qua các k thu t truy n d n s ph c t p có th bù tr các y u t nh hư ng chung t i đư ng truy n trên các đư ng dây đi n tho i. Các k thu t truy n d n s liên quan t i các thu t toán ph c t p mà g n đây đã tr thành hi n th c nh vào s c m nh vư t tr i c a các b x lý tín hi u s trên các m ch tích h p c l n VLSI. Ngư i ta nói r ng DSL đã bi n Đ ng thành Vàng. Công ngh DSL đã tăng cư ng kh năng t n d ng các đư ng đi n tho i. Các đư ng đi n tho i mà trư c đây đư c l p đ t v i m c đích là mang duy nh t m t tín hi u tho i có đ r ng băng t n là 3,4 kHz ngày nay có th truy n kho ng 100 tín hi u tho i đư c nén dư i d ng s ho c 1 tín hi u video v i ch t lư ng tương đương v i truy n hình qu ng bá. Truy n d n s t c đ cao qua các đư ng đi n tho i đòi h i kh năng x lý tín hi u l n nh m kh c ph c nh ng tác đ ng x u t i đư ng truy n như suy hao tín hi u, nhi u xuyên âm t các tín hi u trên các đôi dây khác trong cùng m t cáp, ph n x tín hi u, nhi u t n s vô tuy n và nhi u xung. Cơ s h t ng đôi dây xo n k t n i t i g n như m i nhà và m i công s trên th gi i nhưng DSL có các gi i h n c a nó. Kho ng 15% đư ng dây đi n tho i trên th gi i s c n ph i đư c nâng c p nh m cho phép các ho t đ ng DSL t c đ cao. Các bi n pháp thích h p cho các m ch vòng c ly l n bao g m đ t các b l p gi a ch ng (trung gian), l p đ t các b ghép kênh có giao ti p s i quang đ u xa và lo i b các cu n t i. Trong cu n sách này chúng ta s d ng thu t ng DSL đ nói t i các lo i công ngh đư ng dây thuê bao s , bao g m ADSL, HDSL, ISDN t c đ cơ s , VDSL và IDSL. Thu t ng xDSL cũng đã đư c s d ng trong ngành công nghi p vi n thông đ nói t i các lo i DSL. 2.1 Các hình th c thay th DSL: S i quang, k t n i không dây và cáp đ ng tr c Đã nhi u l n các chuyên gia trong ngành công nghi p đi n tho i đã đ c p t i s l i th i c a các đư ng dây đi n tho i s d ng các đôi dây xo n. Vào cu i nh ng năm 80 c a th k th 20 7
CHƯƠNG 2. CƠ S C A DSL 8 h tin r ng ch vài năm n a thì h u như toàn b các máy đi n tho i c a th gi i s đư c k t n i tr c ti p b ng các s i quang. Chúng ta cũng nh n th y ngày nay các tuy n s i quang đang đư c s d ng r t ph bi n trong các khu thương m i chính. Tuy nhiên, đi u ki n kinh t k t h p v i nh ng thách th c c a vi c xây d ng cáp quang cho toàn b h th ng đi n tho i c a th gi i đòi h i ph i m t vài ch c năm. Đ u nh ng năm 1990 đã h a h n cho ra đ i truy c p thuê bao vô tuy n. Tuy nhiên, do s h n h p v băng t n c ng v i nh ng thách th c v v trí đ t các tr m hub (trên m t đ t hay trên quĩ đ o trái đ t) làm h n ch truy n t i không dây t i m t nhóm nh các ng d ng đòi h i s di đ ng và nh ng ng d ng c n ph i qu ng bá cùng m t thông tin t i m t s lư ng l n các vùng khác nhau. Cáp đ ng tr c có th truy n t i các d ch v d li u interactive và d ch v đi n tho i bên c nh d ch v truy n hình qu ng bá truy n th ng. Tuy nhiên, các d ch v d li u interative và tho i đư c ph c v t t nh t b i các tuy n cáp hai chi u. Truy n t i s i quang, không dây và cáp đ ng tr c đã ch ng t r t có giá tr trong nhi u ng d ng. Không có công ngh truy c p nào có th ph c v t t nh t t t c m i nơi và trong t t c m i ng d ng. Tuy nhiên, gi đây khi mà công ngh DSL đã cho phép các đư ng đi n tho i truy n các ng d ng đa phương ti n mà đã t ng b cho là thu c ph m vi đ c quy n c a s i quang, các đư ng đi n tho i là nh ng phương ti n kinh t nh t đ truy n m t ph m vi r ng các d ch v thông tin t i hàng tri u khách hàng. S y u kém ch y u trong ng d ng c a DSL là không có kh năng di đ ng và hi u qu qu ng bá th p. M t cơ s h t ng s n có, ch ng h n các đư ng đi n tho i, v i s cho phép b i nh ng công ngh phù h p s kinh t hơn là tri n khai m t cơ s h t ng m i. Ngay c radio cũng đòi h i ph i có cơ s h t ng m i: V trí đ t b thu phát và các m ng k t n i t i các v trí này. M t công ngh m i có th đư c kh ng đ nh ch nh ng nơi cơ s h t ng hi n có không đ kh năng h tr nh ng ng d ng thi t y u (ch ng h n như thông tin di đ ng) ho c nh ng nơi có môi trư ng pháp lý n đ nh. Bên c nh nh ng t n kém cho vi c xây d ng cơ s h t ng m i thì vi c xây d ng này cũng m t nhi u th i gian đ xin phép xây d ng, tr i cáp, xin gi y phép l p đ t tháp vô tuy n hay phóng v tinh vv... Các đư ng đi n tho i có th s b lo i b nhưng có l th i đi m đó còn r t xa. 2.2 Qui mô trên th gi i G n như m i công s và khu dân cư trong các khu công nghi p trên th gi i đã đư c k t n i vào m ng đi n tho i toàn c u. Công nghi p đi n tho i đã chi x p x m t nghìn t đô la qua hàng th k qua cho vi c xây d ng các tuy n đôi dây xo n dùng cho đư ng dây thuê bao. G n 700 tri u đư ng đi n tho i đư c l p đ t tính t i năm 1996. Các công ty đi n tho i ti p t c chi hàng tri u đô la m i năm cho l p đ t thêm nhi u đư ng đi n tho i cáp đ ng hơn n a. Hơn 900 tri u đư ng dây thuê bao đư c ư c tính t i th i đi m trư c năm 2001. Đ i đa s các đư ng đi n tho i này s h tr cho vi c truy n t i kho ng m t tri u bit/giây (Mbit/s) khi các b thu phát DSL t c đ cao đư c n i gi a khách hàng và công ty đi n tho i s d ng đôi dây xo n. Trong h u h t các trư ng h p, không có s s a đ i nào là c n thi t đ i v i các thi t b bên ngoài công ty. Nhi u đư ng đi n tho i s h tr các t c đ d li u trên 1 Mb/s.
2.3. MODEM BĂNG T N THO I VÀ DSL 9 2.3 Modem băng t n tho i và DSL Các modem băng t n tho i đư c trình làng vào cu i nh ng năm 1950 v i m c đích g i d li u qua m ng đi n tho i chuy n m ch công c ng (PSTN) (xem Hình ). T modem xu t phát t modulator-demodulator (xem Chương đ bi t thêm chi ti t v đi u ch và gi i đi u ch ). D li u đư c truy n qua m ng PSTN ph i đư c đi u ch b i vì PSTN không truy n các t n s dư i m c x p x 200 Hz. D li u chưa đi u ch đòi h i truy n các t n s sát t i 0 Hz. V ch c năng, modem chuy n đ i các đ c tính t n s c a d li u sang d ng th c gi ng các tín hi u tho i mà PSTN đã đư c thi t k đ truy n đi. PSTN truy n các tín hi u trong d i t n s t 200 Hz t i 3400 Hz. Vì v y d li u đã đi u ch có m t d ng âm tho i bình thư ng đ i v i PSTN. Các máy Fax g m có m t modem băng t n tho i đ truy n thông tin d ng s đ i di n cho m t trang. M t trong nh ng modem đ u tiên, AT&T Bell 103, đư c s d ng đ truy n đi n báo c n đ ng b hoàn toàn song công v i t c đ 300 bit/s s d ng FSK (khóa d ch t n s ). Các modem CCITT (bây gi là ITU) V.21 cũng tương t nhưng không tương thích v i modem Bell 103. Ch vài năm sau modem Bell 202 đã tăng t c đ bit lên 1200 bit/s s d ng truy n d n FSK bán song công. Vào cu i năm 1973 Vadic, Inc đã trình làng VA3400, lo i modem đ u tiên th c s hoàn toàn song công t c đ 1200 bit/s s d ng PSK (khóa d ch pha). Vài năm sau đó Bell 212 và ti p theo là CCITT V.22 cũng cho ra modem t c đ truy n 1200 bit/s hoàn toàn song công s d ng PSK. Vào năm 1981, V.22bis đã đ t đ n 2400 bit/s hoàn toàn song công. V.32 gi i thi u mã hóa d ng m t lư i (trellis) và ti n m t bư c l n trong vi c truy n d n thông tin có kh ti ng v ng c hai hư ng s d ng cùng m t băng t n. Kh ti ng v ng cho phép các c p modem s d ng toàn b băng t n s n có cho c lu ng lên và lu ng xu ng. Mã hóa d ng m t lư i làm cho vi c s a l i trong modem là hoàn toàn có th th c hi n đư c d n t i kh năng tách thông tin m t cách tin c y đ i v i m t t s S/N đã cho. Các modem có trư c V.32 b trí truy n hư ng lên trong băng t n khác v i băng t n c a hư ng xu ng (FDM). V.32 đ t đư c truy n hoàn toàn song công t c đ 9600 bit/s. Ti p đó là V.34 trình làng, s d ng t i ưu hóa băng t n, d ng chòm sao, và ti n mã hóa theo kênh cho phép truy n hoàn toàn song công v i t c đ 28,8 kb/s. Vào năm 1995, các modem 33,6 kb/s ra m t th trư ng. Các modem V.34 s d ng t i băng t n 3,6 kHz. Đi u này v m t k thu t l n hơn m t chút băng t n tho i truy n th ng 3,4 kHz. Tuy nhiên, modem V.34 có th ho t đ ng trên các đư ng dây v i băng t n nh hơn b ng cách gi m t c đ bit truy n đi. V i vi c g i 33,6 kb/s trong băng t n tho i 3,6 kHz, các modem V.34 g i g n 10 bit/Hz, m t kỳ công đ c bi t ti n sát t i gi i h n lý thuy t cho truy n d n d li u băng t n tho i. L ch s d y cho chúng ta bi t hoài nghi v "gi i h n lý thuy t" mà đôi khi b phá v b i nh ng con ngư i sáng t o phá v nh ng qui lu t b ng vi c sáng t o ra m t mô hình m i. Vào cu i năm 1996, các modem PCM 56 kbit/s đã xu t hi n, chúng đã đư c tiêu chu n hóa b i khuy n ngh V.90 ITU vào năm 1998. Các modem PCM (đi u ch mã xung) là không đ i x ng do chúng h tr lu ng xu ng (hư ng t i khách hàng) lên t i 56 kbit/s và t i đa là 33,6 kbit/s lu ng lên. Th c t , các modem PCM hi m khi đ t đư c t c đ truy n trên 50 kbit/s do nh ng h n ch v công su t phát, chuy n đ i trung gian, và nh ng y u t gây suy hao ch ng h n như các cu n c m. Mi n là có m t đư ng s tr c ti p (không có chuy n đ i tương t ) t ngu n s t i modem PCM k t n i vào đ u cu i phía m ng c a đư ng dây thuê bao thì t c đ truy n có th vư t 33,6 kbit/s b ng cách b trí tr c ti p tín hi u s vào ký t đư c phát đi mà không có nh ng nh hư ng c a nhi u lư ng t . Ki n trúc m ng modem PCM b xa năng l c c a các th h modem băng t n tho i trư c
CHƯƠNG 2. CƠ S C A DSL 10 đây. Modem PCM t i đ u cu i m ng ph i có k t n i s tr c ti p t i b chuy n đ i tương t -s (CODEC) n i vào đư ng đi n tho i c a ngư i s d ng modem PCM. Modem PCM đi qua PSTN như là m t cu c g i quay s . Modem PCM gi ng DSL ch m t k t n i s tr c ti p t m ng t i giao ti p đư ng dây thuê bao đư c yêu c u nhưng khác v i mô hình DSL (ch ra trên Hình ) do cu c g i modem PCM đư c truy n qua t ng đài như m t cu c g i tương t . V m t ki n trúc các modem PCM n m gi a DSL và các modem băng tho i truy n th ng. Các modem PCM có th t n d ng t i đ r ng băng 4 kHz. H n ch cơ b n c a các modem băng t n tho i là các b mã hóa/gi i mã (CODEC) n m t i t ng đài đi n tho i n i h t hay đ u cu i m ch vòng s DLC. CODEC chuy n đ i các tín hi u tương t trên đư ng đi n tho i sang d ng s 64 kbit/s s d ng đi u ch xung mã. M t modem băng t n tho i mà tín hi u c a nó đư c mang trong m t cu c g i âm tho i PSTN không th vư t quá t c đ bit 64 kbit/s. V i khuy n ngh ITU V.70 và V.61, các modem băng t n tho i có th h tr s li u và âm tho i mã hóa đ ng th i thông qua m t cu c g i PSTN. V.70 (s d ng đi u ch V.34 và mã hóa âm tho i ph l c A G.729) có th truy n đ ng th i ti ng nói đư c mã hóa 8kb/s và d li u x p x 20 kb/s s d ng duy nh t m t cu c g i PSTN. Do Ph l c A G.729 cung c p kh năng phát hi n s im l ng nên m t t c đ d li u cao hơn có th đ t đư c trong nh ng kho ng th i gian im l ng. Các k thu t nén d li u như đư c ch ra trong Khuy n ngh ITU V.42 có th đ t đư c m t t c đ d li u hi u qu hơn hai l n t c đ modem đã li t kê trên. Tuy nhiên, d li u có tính ng u nhiên cao (ch ng h n như m t s file nh phân và video đã đư c s hóa) làm gi m tác d ng c a nén d li u. Nén d li u cũng có th đư c áp d ng cho DSL. Ví d , ISDN t c đ cơ b n s d ng hai kênh B có th t o ra s thông su t không nén 128 kb/s và thông su t hi u qu trên 300 kb/s b ng cách nén các lo i d li u dư th a. Khi nén d li u đư c s d ng nó thư ng đư c th c hi n d ng thông tin s trư c b thu phát DSL. nh hư ng c a l i bit truy n d n có th b tăng lên b i vi c nén d li u. Ưu đi m n i b t c a các modem là chúng có th đư c s d ng b t c nơi đâu. M t modem có th đư c n i t i b t kỳ đư ng đi n tho i nào và ngay l p t c g i t i b t kỳ trong s hàng tri u đư ng đi n tho i khác có g n s n modem. Các modem r ti n hơn thi t b DSL và d dàng l p đ t hơn. Tuy nhiên, t c đ d li u đư c yêu c u b i các ng d ng gi đây đã vư t quá t c đ có th c a các modem băng t n tho i. Các h n ch khác c a modem là các cu c g i b ngh n do các t ng đài n i h t và các giá modem (đư c thi t k cho nh ng cu c g i th i gian ng n) b quá t i, không có kh năng k t n i t i nhi u đi m khác nhau m t cách đ ng th i và t l l i cao. Các h n ch này c a modem đư c gi i quy t b i DSL. S khác bi t cơ b n gi a các modem băng t n tho i và DSL là các modem băng t n tho i ho t đ ng thông qua m t k t n i PSTN đi m - đi m, trong khi đó DSL ho t đ ng qua m t m ch vòng n i h t. Hình và minh h a s khác bi t này. Như đã ch ra trên Hình, tuy n truy n d n modem băng t n tho i có th g m m ch vòng n i h t cho ngư i s d ng A, m t Trung tâm Chuy n m ch, các tuy n trung k dài hàng ngàn d m trong m t s trư ng h p, m t t ng đài khác ho t đ ng như m t khách hàng khác và cu i cùng là m t vòng n i h t đóng vai trò ngư i s d ng B. Trái l i, tuy n truy n d n DSL g m duy nh t m t m ch vòng n i h t t phía ngư i s d ng t i sát t ng đài CO. M t s khác bi t chính n a gi a các modem băng t n tho i và DSL là DSL duy trì thông