Xem mẫu
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
Luận văn
Phương pháp đánh giá chất lượng
mạng cáp thông tin sợi đồng cung cấp
dịch vụ DSL
-1-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
MỤC LỤC
Phần 1: Khái quát về DSL ............................................................ tr.5
1. Sự ra đời của kỹ thuật D SL .................................................. tr.5
2. Vòng thuê bao DSL ............................................................. tr.8
3. Kỹ thuật DSL ...................................................................... tr.10
4. Các thành phần của hệ thống DSL ...................................... tr.14
5. Các phiên bản DSL ............................................................. tr.20
Phần 2 : Các phép đo đánh giá chất lượng ................................. tr.30
1. Trở kháng đặc tính ............................................................... tr.32
2. Phối hợp trở kháng .............................................................. tr.32
3. Suy hao phản hồi ................................................................. tr.33
4. Suy hao chèn ....................................................................... tr.33
5. Cân bằng dọc ....................................................................... tr.34
6. X uyên kênh ......................................................................... tr.34
7. N hiễu ................................................................................... tr.34
8. Lỗi đ ường dây ................................................................ ..... tr.38
9. Đ o thử ADSL ...................................................................... tr.43
10. Tầm quan trọng của đánh giá mạng cáp đồng .................... tr.51
11. Phương pháp sử dụng máy đo ............................................. tr.51
12. Các chiến lược đánh giá ..................................................... tr.53
K ết luận ................................................................................... tr.54
Phần 3: Nhận xét của giáo viên hướng dẫn ............................... tr.55
-2-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo - Thạc
sỹ Vũ Hồng Sơn cùng toàn thể các cô chú, anh chị làm việc ở Viện
Khoa học Kỹ thuật Bưu điện, những người đã tận tình hướng dẫn em
trong suốt thời gian thực tập.
Em xin bày tỏ lời cảm ơn đến những thầy cô giáo đã giảng dạy
em trong ba năm qua, những kiến thức mà em nhận được trên giảng
đường sẽ là hành trang giúp em vững bước trong tương lai.
Sinh viên
Lê Tuấn Anh
-3-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
LỜI NÓI ĐẦU
Từ đầu những năm 1990 các dịch vụ Internet bùng nổ mở đầu cho
nhu cầu truyền thông số liệu tăng nhanh. Thời kỳ này các modem
tương tự còn được sử dụng phổ biến để truy cập dữ liệu được truyền
qua mạng PSTN. Tuy nhiên, càng ngày các yêu cầu của khách hàng
càng cao hơn và các modem tương tự với tốc độ thấp không đáp ứng
được. Hơn nữa, các mạng PSTN được xây dựng để phục vụ các dịch
vụ thoại truyền thống phải đối mặt với tình trạng tắc nghẽn trầm trọng
do việc truyền số liệu chiếm thời gian lớn hàng chục phút. Thực tế
này thúc đẩy các nhà nghiên cứu viễn thông phải nhanh chóng tìm ra
một giải pháp hiệu quả để cung cấp các dịch vụ băng rộng tới khách
hàng. Trong số các giải pháp được đưa ra, công nghệ đường dây thuê
bao số DSL (Digital Subscriber Line) nổi bật ở tính khả thi hơn cả.
Không những đáp ứng được yêu cầu truyền số liệu tốc độ nhanh hàng
chục Mbp s và đưa thông tin qua mạng truyền số liệu mà công nghệ
này còn không đ òi hỏi vốn đầu tư ban đầu lớn. Sở dĩ có những đặc
tính hấp dẫn như vậy thứ nhất là do loại bỏ được giới hạn băng tần
tho ại, sử dụng toàn bộ băng tần hàng chục MHz của đôi dây đồng và
áp d ụng các kỹ thuật tiên tiến tăng số bit/baud và thích ứng tốt với
môi trường truyền dẫn của đôi dây đồng. Thứ hai là do chỉ hoạt động
trên đôi dây đồng của mạch vòng thuê bao nên khi triển khai sẽ tận
dụng được cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng truy nhập đã được xây dựng
rộng khắp trên thế giới từ trước tới nay. Chính vì vậy mà công nghệ
DSL đ ã được lựa chọn như một công nghệ dẫn đầu cho việc xây dựng
mạng truy nhập trên toàn thế giới. Trong giai đoạn hiện nay, các tổ
chức tiêu chuẩn quốc tế và các nhóm làm việc liên quan như ANSI,
-4-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
ETSI, ITU, UAWG, T1E1.4, ADSL Forum ... đang nỗ lực đưa ra các
tiêu chuẩn chung cho các công nghệ này. Trên thế giới các nhà khai
thác và quản lý viễn thông cũng đã đưa công nghệ DSL vào mạng của
mình và dự đoán số thuê bao DSL sẽ tăng nhanh từ 18,7 triệu thuê bao
năm 2002 tới trên 200 triệu thuê bao vào năm 2005, và tại thời điểm
hiện nay là khoảng gần 700 triệu thuê bao DSL.
Sau một thời gian nghiên cứu, được sự hướng dẫn tận tình của thầy
giáo Ths.Vũ Hồng Sơn. Em đã nghiên cứu tổng quan về “Phương pháp
đo đánh giá chất lượng mạng cáp thông tin sợi đồng cung cấp dịch
vụ DSL”. Tuy nhiên vì thời gian và kiến thức còn nhiều hạn chế nên bản
báo cáo này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong
nhận được sự góp ý giúp đỡ của các thầy cô giáo trong Khoa Viễn thông
và các bạn để bản báo cáo thực tập của em được hoàn thiện tốt hơn.
-5-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
Phần 1 . KHÁI QUÁT VỀ DSL
I. Sự ra đời của kỹ thuật DSL
DSL (Digital Subscriber line: đường dây thuê bao số) là họ đường dây thuê bao
số gồm nhiều công nghệ có tốc độ, khoảng cách truyền dẫn khác nhau và được ứng
dụng vào các d ịch vụ khác nhau… được sử dụng đ ầu tiên với IDSL (Integrated
Services Digital network: mạng số đa dịch vụ) là m ạng tiên phong trong việc số
hóa dịch vụ thoại, tích hợp với dịch vụ số liệu truyền tải từ người sử d ụng đến
người sử dụng. Nhiều đặc tính tiến bộ của phiên bản DSL sau này được lấy từ thực
tế của IDSL.
Trong những năm đầu 1990 nhiều nhà cung cấp đã m ạnh dạn dùng 2B1Q ở tốc
độ truyền dẫn cao hơn để cung cấp các đường truyền T1 và E1 mà không dùng các
trạm tiếp vận. Kỹ thuật được sử dụng là chia dịch vụ 1544Kbps thành 2 cặp dây (4
dây), mỗi đôi dây hoạt động ở tốc độ 748Kbps. Bằng cách chia dịch vụ qua 2 đôi
dây và tăng số bit thông tin trên mỗi tín hiệu làm cho tốc độ truyền dẫn trên mỗi
đôi dây cần phổ tần hẹp hơn và cho phép thực hiện đường dây thuê bao dài hơn.
Kỹ thuật này gọi là đường dây thuê bao số tốc độ cao (HDSL: Hight-bit-rate
Digital Subsciber Line). K ết quả là HDSL trên nền tảng dịch vụ DS-1 đ ã có thể
truyền tải qua kho ảng cách dài đ ến 4km cho cỡ dây 24AWG và 3km cho cỡ dây
26AWG mà không phải bố trí các trạm tiếp vận.
HDSL E1 d ựa trên 2B1Q ban đầu chia d ịch vụ 2048Kbps thành 3 đôi dây (6
dây) đê cố gắng đạt được độ dài vòng thuê bao mong muốn. Khi kỹ thuật đã được
hình thành và việc thực hiện đ ược cải tiến HDSL E1 chuyển sang sử dụng 2 đôi
dây, m ỗi dây hoạt động ở tần số 1168Kbps giống nh ư với đường truyền T1.
-6-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
Hình 1.1.1. Mô hình thay thế T1/E1 không có các trạm tiếp vận
Hình 1.1.2. Mô hình HDSL2 thay thế T1
Cùng với 2B1Q hãng Paradyne bắt đầu phát triển một hệ thống thu phát tương
tự HDSL sử dụng một kiểu mã hóa gọi là kỹ thuật điều chế CAP (Carrierless
Amplitude and Phase). Giống như mã 2B1Q, CAP là một kỹ thuật mã hóa tiên tiến
cho phép truyền nhiều bit thông tin trên một chu kỳ tín hiệu hay baud. Tuy nhiên
CAP được thiết kế để có thể truyền từ 2 đến 9 bit trên một chu kỳ tín hiệu. Điều
này cho phép các máy thu phát dựa trên ký thuật CAP phát một lượng thông tin sử
dụng phổ tần nhỏ hơn 2B1Q nghĩa là suy hao tín hiệu nhỏ hơn và vòng thuê bao
dài hơn. Cả hai phương pháp mã hóa 2B1Q và CAP đều được 2 tổ chức tiêu chuẩn
hóa là viện tiêu chuẩn hóa quốc gia Hoa kỳ (ANSI) và Viện tiêu chuẩn hóa viễn
thông châu Âu (ETSI) thực hiện tiêu chuẩn hóa cho HDSL.
-7-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
Có m ột vài trường hợp các nhà sản xuất phát triển các sản phẩm sử dụng các
ký thuật mã hóa khác với 2B1Q và CAP. Tuy nhiên, những trường hợp này là riêng
lẻ và không được các cơ quan tiêu chuẩn hóa thừa nhận.
H ình 1.1.3. So sánh phổ tần của HDSL và T1 sử dụng AMI
Hình 1.1.4. So sánh giữa tốc độ đường truyền và độ d ài vòng thuê bao
Bảng 1. công nghệ xDSL trên đường dây cáp đồng so với modem qua PSTN
-8-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
HDSL hoạt động ở 1544kbps (đường truyền T1 ở Hoa Kỳ) và ở 2048kbps
(đường truyền E1 ở châu Âu). ở cả 2 tốc độ này HDSL đều là đối xứng (tốc độ như
nhau ở cả 2 hướng). HDSL hoạt động ở tốc độ 1544kbps sử dụng đôi dây xoắn đôi
với độ dài tối đa là 5km còn HDSL hoạt động ở 2048kbps sử dụng 3 đôi cho cùng
khoảng cách này. Phiên b ản mới nhất của HDSL là HDSL2 chỉ dùng 1 đôi dây.
SDSL là giải pháp cố gắng sử dụng 1 đôi dây cáp xoắn dài dưới 3,3km và có tốc
độ ngang ngửa với HDSL. SDSL cung cấp truyền tải 768kbps và vì chỉ HDSL2
thực hiện đ ược tất cả chức năng truyền tải của SDSL và còn tốt hơn nên về sau
SDLS sẽ bị thay thế bởi HDSL2.
ADSL khắc phục nhược điểm cự ly thông tin ngắn của SDSL so truyền tải song
công đối xứng bằng cách thực hiện truyền song công bất đối xứng thích hợp với
các d ịch vụ dải rộng ngày nay và đưa cự ly thông tin đến 6km. VDSL là thành viên
mới nhất của họ xDSL với tốc độ truyền tải nhanh nhất và cự ly truyền tải thên cáp
đồng lên đến 1,5km phục vụ chủ yếu cho ATM.
II. Vòng thuê bao DSL
Với công nghệ DSL đường dây thuê bao cáp đồng xoắn đôi vẫn như cữ nhưng
lắp thêm một số thiết bị cho phép nhà cung cấp dịch vụ thực hiện dịch vụ thoại và
dữ liệu tốc độ cao. ở phía thuê bao thoại đ ược phát qua tín hiệu điện thoại tương tự
vào vòng thuê bao cáp đồng. Số liệu cũng được truyền tải trên cùng đường dây với
điện thoại nhưng phải qua một bộ modem DSL phát số liệu qua tín hiệu số dung
lượng lớn tần số cao. Những tín hiệu này được gửi từ thuê bao cho tổng đài nội hạt.
Ở tổng đài nội hạt tín hiệu được chuyển sang cho một bộ tách tín hiệu (splitter) và
-9-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
một hệ thống quản lý vòng thuê bao (local-loop management system) đến bộ ghép
truy xuất đ ường dây thuê bao số (DSLAM: Digital Subscriber Line Access
Multiplexer). Bộ tách tín hiệu lọc tín hiệu điện thoại tiêu chuẩn và chuyển cho bộ
chuyển mạch thoại còn tín hiệu số dung lượng lớn đ ược đưa đến bộ DSLAM để
nhận biết, ghép tín hiệu từ nhiều đường dây thuê bao khác nhau. Hệ thống quản lý
vòng thuê bao có thể nằm trước hoặc sau bộ tách tín hiệu có chức năng kiểm tra
dịch vụ điện thoại thuần tuý (POTS: Plain Old Telephone Service) và kiểm tra tín
hiệu số dung lượng lớn để trợ giúp cài đặt dịch vụ, bảo dưỡng và sửa chữa.
Từ DSLAM, dữ liệu số được đưa qua một bộ định tuyến (router) để chuyển đến
mạng Internet.
Hình 1.2.1. Vòng thuê bao DSL
Để cung cấp dịch vụ truyền tải dữ liệu tốc độ cao và dịch vụ thoại đa kênh nhà
cung cấp dịch vụ cần phải lắp đặt thêm nhiều thiết bị. Ở tại thuê bao các đường dây
tho ại và số liệu được kết nối đến một thiết bị truy xuất tích hợp (IAD: Integrated
Access Device). Tại đây tín hiệu thoại được gói hoá (packetize) và tín hiệu thoại
dạng gói cùng với dữ liệu được ghép lại và được truyền dưới dạng tín hiệu số dung
lượng lớn tần số cao đến tổng đ ài nội hạt (CO: Central Office). Ở tổng đài nội hạt
tín hiệu được chuyển qua hệ thống quản lý đường dây thuê bao và được tiếp nhận
tại DSLAM. H ệ thống quản lý vòng thuê bao có chức năng kiểm tra dịch vụ điện
tho ại thuần tuý (POTS: Plain Old Telephone Service) và kiểm tra tín hiệu số dung
lượng lớn để trợ giúp cài đặt dịch vụ, bảo dưỡng và sửa chữa. Bộ DSLAM nhận
biết và ghép tín hiệu từ nhiều đường dây thuê bao khác nhau.
-10-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
Hình 1.2.2. Vòng thuê bao DSL đa dịch vụ
Từ DSLAM, dữ liệu gói được đ ưa qua một bộ định tuyến (router) để chuyển
đến mạng PSTN hay Internet. Với mạng đường dây thuê bao số mới này đ ặc tính
tín hiệu truyền giữa thuê bao và tổng đài khác với mạng tương tự dải hẹp rất nhiều.
Tín hiệu được truyền ở tần số cao hơn và phổ tần số rộng hơn. Thông tin đa dịch
vụ, thoại đa kênh, dữ liệu tốc độ cao và video được truyền d ưới dạng tín hiệu số.
Để quản lý mạng này một cách hiệu quả nhà cung cấp dịch vụ cần phải có nhiều
công cụ mới và nhiều chiến lược quản lý mạng mới.
III. K ỹ thuật DSL
Mạng PSTN mạng thuê bao nội hạt của nó được thiết kế theo tiêu chuẩn giới
hạn truyền dẫn kênh thoại tương tự 3400Hz. Ví dụ: điện thoại, MODEM quay số,
MODEM fax, đều được giới hạn truyền dẫn trên đường dây điện thoại với phổ tần
số từ 0 Hz đến 3400Hz. Tốc độ thông tin cao nhất có thể đạt được trong phổ tần số
3400Hz là 35kbps và thực tế đã đạt được 33,6 kbps.
Vậy làm cách nào công nghệ DSL có thể đạt được tốc độ thông tin hàng triêu
bit mỗi giây trên cùng một môi trường truyền dẫn cáp đồng như vậy. Câu trả lời
thật đơn giản: loại bỏ giới hạn 3400Hz! DSL cũng như T1 và E1 trước đó sử dụng
tầm tần số rộng hơn kênh thoại. Ứng dụng như vậy đòi hỏi truyền dẫn thông tin
trên một tầm tần số rộng từ một đầu dây tới thiết bị thu ở đầu bên kia. Có 3 vấn đề
-11-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
nảy sinh khi ta loại bỏ giới hạn 3400Hz và đột ngột tăng cao tốc độ thông tin trên
cáp đồng:
- Suy hao (attenuation): là tiêu tán năng lượng của tín hiệu truyền dẫn trên
đường dây. Việc đi dây trong nhà cũng góp phần làm suy hao tín hiệu.
- Bridged tap: Các đoạn dây kéo dài không có kết thúc của vòng thuê bao
gây ra thêm mất mát một số tần số xung quanh giá trị tần số có một phần
tư bước sóng bằng độ dài đoạn kéo thêm.
- Xuyên kênh (crosstalk): xuyên kênh giữa hai đôi dây trong một bó cáp
gây ra b ởi năng lượng điện mang theo trong mỗi đôi dây.
Người ta thường so sánh truyền dẫn tín hiệu điện với lái xe hơi. Tốc độ xe hơi
càng nhanh càng tốn nhiều nhiên liệu và càng mau phải đổ xăng. Với tín hiệu điện
truyền trên cáp đồng thì sử dụng tần số càng cao sẽ càng làm giảm cự ly thông tin.
Điều này là do tín hiệu tần số cao truyền qua cáp kim loại suy hao nhanh hơn tín
hiệu tần số thấp. Một phương pháp để tối thiểu hoá suy hao là sử dụng dây trở
kháng thấp. Dây cỡ lớn có trở kháng nhỏ hơn dây cỡ nhỏ nên làm suy hao tín hiệu
ít hơn và tín hiệu có thể truyền được đến khoảng cách lớn hơn. Dĩ nhiên sử dụng
dây cỡ lớn sẽ làm tăng nhanh chi phí cho mạng cáp tính trung bình trên từng metre
dây. Vì vậy các công ty khai thác điện thoại thiết kế mạng cáp sử dụng cỡ dây nhỏ
nhất có thể được cho dịch vụ truyền tải.
Ở Bắc Mỹ (Hoa Kỳ, Gia Nã Đại và Mễ Tây Cơ), mạng cáp nội hạt thường là
24AWG và 26AWG. Quy tắc thiết kế được hầu hết các công ty điện thoại sử dụng
là dùng cỡ dây nhỏ hơn m ột chút cho các vòng thuê bao gần tổng đài nội hạt để
tiết kiệm tối đa khoảng không gian chiếm chỗ và dùng cỡ dây lớn h ơn m ột chút cho
các vòng thuê bao xa đ ể mở rộng tối đa chiều dài vòng thuê bao.
Trong hầu hết các thị trường ngoài Bắc Mỹ cỡ dây được xác định bằng đường
kính với đ ơn vị đo là milimetre. Chẳng hạn 0,4 mm tương đương với 26 AWG và
0,5 mm tương đương với 24 AWG là các cỡ dây được sử dụng nhiều nhất trong khi
ở các quốc gia đang phát triển đôi khi cỡ dây được sử dụng ở các vùng dân cư m ới
đã tăng lên đến 0,6 mm hay 0,9 mm. Sự không đồng nhất cỡ dây đã tăng thêm
thách thức trong việc xác định thực hiện từng loại hệ thống DSL cho từng loại
vòng thuê bao riêng biệt.
Vào những năm đầu của thập kỷ 80 trong thế kỷ trước, các nhà cung cấp thiết bị
đã đ ầu tư phát triển hướng đến ISDN tốc độ cơ sở cung cấp 2 kênh B (Binary
channel) 64 kbps và một kênh D (Digital channel) dùng cho báo hiệu và truyền dữ
liệu. Các bit dữ liệu nghiệp vụ thêm vào làm cho tốc độ đường truyền phải lên đến
160 kbps. Điều chủ yếu để đường dây ISDN có thể kéo dài đ ến 6000 m là sử dụng
-12-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
các vòng thuê bao cáp đồng không có cuộn phụ tải. Tuy nhiên kỹ thuật m ã AMI
đòi hỏi phải truyền tải ở tốc độ nhỏ hơn 160 000 Hz. Vào năm 1988 người ta tăng
hiệu quả của mã AMI lên gấp đôi bằng cách sử dụng truyền tải 2 bit thông tin trên
mỗi chu kỳ tín hiệu hình sine hay baud. Mã đường dây này được gọi là mã 2 bit nhị
phân một tín chữ số tứ phân (2B1Q: 2 Binary 1 Quaternary). Mã 2B1Q trên đường
truyền BRI của ISDN sử dụng tầm tần số từ 0 đến xấp xỉ 80kHz và đạt đến tầm
liên lạc 6km.
Năng lượng điện được truyền trên cáp đồng là sóng đã được điều chế và nó phát
xạ năng lượng qua các vòng dây đồng lân cận trong cùng một bó cáp. Sự ghép
năng lượng điện từ này gọi là xuyên kênh (crosstalk). Trong mạng điện thoại các
dây dẫn đồng cách điện được bó với nhau thành một chão cáp. Các hệ thống kế cận
trong một chão cáp phát hoặc thu thông tin trong cùng một tầm tần số có thể tạo ra
nhiễu xuyên kênh đáng kể. Đó là do tín hiệu xuyên kênh cảm kháng kết hợp với tín
hiệu truyền trên đường dây. Kết quả là dạng sóng có hình dáng khác xa với dạng
sóng được truyền đi.
Xuyên kênh có thể phân thành 2 lo ại:
- Xuyên kênh đầu gần (NEXT: Near End Crosstalk) là đáng kể nhất do tín
hiệu năng lượng lớn từ các mạch kế cận có thể cảm ứng tạo ra xuyên
kênh tương đối mạnh lên tín hiệu nguyên thủy.
- Xuyên kênh đầu xa (FEXT: Far End Crosstalk) thường nhỏ hơn nhiều so
với xuyên kênh đ ầu gần vì tín hiệu đầu xa bị suy hao khi nó chạy trên
vòng thuê bao.
Hình 1.3.1. mô hình khái niệm NEXT/FEXT
Xuyên kênh là yếu tố rất quan trọng trong việc thực hiện nhiều hệ thống. Vì
vậy, việc thực hiện hệ thống DSL thường được nói đến kèm theo sự hiện diện của
các hệ thống khác có khả năng tạo ra xuyên kênh. Chẳng hạn, độ dài tối đa của
vòng thuê bao của một hệ thống DSL có thể được nói đến kèm theo sự hiện diện
của 49 tác nhân gây nhiễu ISDN hay 24 tác nhân gây nhiễu HDSL nghĩa là DSL
-13-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
đang sử dụng nằm trong một bó cáp 50 đôi có 49 đôi dây ISDN hoặc 24 mạch 4
dây HDSL. Vì vậy, các tham số thực hiện sẽ còn có tác dụng trong một thời gian
dài.
Phát và thu thông tin trên cùng một phổ tần số sẽ tự tạo ra nhiễu trong chính
một vòng thuê bao. Nhiễu này khác với xuyên kênh vì dạng sóng ở phát đã được
máy thu cùng đầu dây biết trước và có th ể được loại trừ một cách hiệu quả từ tín
hiệu thu đã bị suy hao. Phương pháp loại trừ thành phần sóng phát gọi là triệt
tiếng dội (echo cancellation).
Khi tác động của suy hao và nhiễu không lớn lắm thì các hệ thống DSL có thể
phục hồi lại chính xác tín hiệu dưới dạng số. Tuy nhiên, khi tác động của các hiện
tượng này khá lớn thì tín hiệu sẽ không phục hồi được chính xác ở đầu thu và sẽ
xảy ra sai nhầm trong chuỗi bit phục hồi. Một vài hệ thống DSL dùng các phổ tần
khác nhau để phát và thu tín hiệu. Phương pháp tách biệt tần số này gọi là ghép
kênh phân tần (FDM: Frequency Division Multiplexing). Ưu điểm của của các hệ
thống FDM so với các hệ thống triệt tiếng dội là loại trừ được xuyên kênh đầu gần
NEXT vì hệ thống không thu tín hiệu cùng tần số với tín hiệu phát của các hệ
thống lân cận. Xuyên kênh còn lại là FEXT nhưng FEXT xuyên kênh rất yếu do
nguồn tạo ra FEXT ở tận đầu b ên kia của vòng thuê bao làm suy hao FEXT rất
nhiều. V ì vậy, các hệ thống FDM thường chống nhiễu từ các hệ thống lân cận tốt
hơn so với các hệ thống triệt tiếng dội.
Một hiện tượng khá lý thú cần lưu ý là các hệ thống triệt tiếng dội tạo ra tự
xuyên kênh (self NEXT). Tự xuyên kênh tạo ra nhiễu đáng kể cho các hệ thống
triệt tiếng dội khác trong cùng một chão cáp. Vì vậy việc sử dụng nhiều hệ thống
triệt tiếng dội giống nhau sẽ làm giảm khả năng kéo dài vòng thuê bao của cả
nhóm trong cùng một chão cáp. Ví dụ, một hệ thống HSDL T1 dựa trên CAP hay
2B1Q riêng lẻ có thể đạt đ ược độ dài 4 Km. Tuy nhiên khi thêm vài hệ thống dựa
trên CAP hay 2B1Q thì độ dài vòng thuê bao tối đa chỉ còn 3 Km hay ngắn h ơn
nữa. Hiện tượng này hầu như xảy ra ở hầu hết các đường dây thuê bao số sử dụng
phương pháp triệt tiếng dội. Do vậy khi chọn công nghệ DSL các nhà cung cấp
dịch vụ phải kiểm tra việc thực hiện hệ thống với sự hiện diện của NEXT chắc chắn
sẽ tồn tại khi có nhiều dịch vụ được sử dụng.
Cách xử lý kỹ thuật của các hệ thống FDM là các tín hiệu của 2 chiều upstream
và downstream chiếm giữ tầm tần số lớn hơn nhiều so với các hệ thống triệt tiếng
dội chồng chập tín hiệu thu và phát làm giảm chiều d ài tối đa của vòng thuê bao.
Trong nhiều trường hợp suy hao là yếu tố chính khi thực hiện còn trong các
trường hợp khác xuyên kênh lại là nhân tố ảnh hưởng chính. Vì vậy việc vận dụng
-14-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
tối ưu thay đổi tuỳ theo môi trường làm việc. Trong môi trường có các hệ thống
giới hạn xuyên kênh đ ầu gần thì hệ thống triệt tiếng dội tỏ ra tốt hơn còn trong môi
trường mà xuyên kênh đầu gần lấn át thì hệ thống FDM thực hiện tốt hơn.
Hình 3.2. Đặc tính phổ tần cùa hệ thống tín hiệu triệt tiếng dội EC
so với hệ thống tín hiệu ghép phân tàn FDM
Một cách để quản lý chắc chắn xuyên kênh là đầu tiên phải khảo sát các dịch vụ
được sử dụng trong cùng một bó cáp và tránh việc những dịch vụ này tạo ra xuyên
kênh. Ví dụ: phổ của đường truyền T1 AMI hay đường truyền E1 HDB3 ảnh
hưởng xuyên kênh đến hầu hết các đường dây DSL. Do vậy, hầu hết các nhà cung
cấp dịch vụ theo một quy tắc là không cho phép sử dụng các dịch vụ T1 hay E1
trong cùng một bó cáp với các đường dây DSL. Trong một cố gắng để kích thích
sự cạnh tranh trên thị trường FCC đã tổ chức một hội nghị bàn tròn về quản lý phổ
(Spectrum management) vào tháng 10 năm 1998 để đạt được tiêu chuẩn công
nghiệp cho phép các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau cùng chia nhau mạng cáp với
các sản phẩm cạnh tranh. Kết quả của hội nghị bàn tròn là uỷ ban ANSI T1E1.4
(ANSI: American National Standardization Institute) được yêu cầu phát triển một
tiêu chuẩn quản lý phổ vì những kinh nghiệm của họ trong lĩnh vực tiêu chuẩn hoá
công nghệ thuê bao nội hạt. Tiến trình vẫn rất chậm chạp do phải đạt được quan hệ
cân bằng giữa các tổ chức quản lý mạng và các nhà cung cấp dịch vụ. Tuy nhiên
người ta mong đợi thỏa thuận sẽ đạt được một thời gian ngắn sắp tới với sự thông
qua của FCC về những vấn đề cơ b ản của tiêu chuẩn trong tương lai. Nền công
nghiệp sẽ sử dụng tiêu chuẩn này làm cơ sở cho phát triển công nghệ và các quy
tắc sử dụng vòng thuê bao.
Mục tiêu của tiêu chuẩn là cho phép đổi mới và cạnh tranh giữa các nhà cung
cấp dịch vụ cũng như giữa các nhà cung cấp thiết bị trong khi vẫn bảo vệ các dịch
vụ hiện có. Điều này có được từ các hạn chế về công suất phát, tần số tín hiệu và
độ d ài vòng thuê bao. Chín nhóm quản lý tần số được xây dựng bao gồm phổ tần
-15-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
số của các độ rộng khác nhau và giới hạn độ dài vòng thuê bao của chúng. Phổ tần
số rộng hơn sẽ cho phép tốc độ số liệu cao hơn nhưng lại hạn chế độ dài vòng thuê
bao nhiều hơn.
IV. Các thành phần của hệ thống DSL
Như đ ã biết, cơ sở hạ tầng mạng cáp đồng hiện nay vốn được thiết kế để truyền
tải dịch thoại và trên thực tế nó đã thực hiện rất xuất sắc. Tuy nhiên, mạng điện
tho ại hiện tại không thích hợp cho việc truyền dữ liệu tốc độ cao. Hình 1.4.1 minh
hoạ một cấu hình mạng truyền thống cung cấp dịch vụ truyền số liệu tốc độ thấp
(chẳng hạn, 28,8 kbps) và dữ liệu tốc độ cao. Ở phía khách hàng được bố trí một
MODEM tương tự cung cấp kết nối tốc độ thấp với mạng truy nhập nội hạt hoặc
một DSU (Digital Service Unit) hay NTU (Network Termination Unit) dùng cho
kết nối tốc độ cao như các dịch vụ 56/64 kbps hay T1/E1. Khi chuyển từ thế giới
tương tự tốc độ thấp sang thế giới số tốc độ cao người ta đã thực hiện một biến đổi
quan trọng. Trong khi tín hiệu MODEM tương tự được truyền tải qua hệ thống
chuyển mạch điện thoại (cung cấp khả năng quay số toàn thế giới) thì tất cả dữ liệu
tốc độ cao đều đi vòng qua hệ thống chuyển mạch này. Đó là do các hệ thống
chuyển mạch điện thoại không được thiết kế để truyền tải dữ liệu tốc độ cao.
H ình 1 .4.1. Truyền dữ liệu vào mạng điện thoại truyền thống
Ở hình vẽ 1.4.1 người ta có thể bố trí các mạch dữ liệu số tốc độ cao qua vòng
thuê bao, xuyên qua DACS (Digital Access and Cross-Connect System) và hệ
thống truyền dẫn, vòng qua khỏi hệ thống chuyển mạch điện thoại. Về tổng quát có
-16-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
thể nói các dịch vụ dữ liệu số tốc độ thấp dựa trên kỹ thuật MODEM truyền thống
tích hợp rất tốt với mạng điện thoại đơn thuần vì các hệ thống chuyển mạch điện
tho ại đã được tính đến rong các giải pháp truyền số liệu này. Trong khi đó, các
dịch vụ tốc độ cao phải được cấu hình trong một mạng chuyên biệt hoàn toàn tránh
các hệ thống chuyển mạch điện thoại. Khái niệm này sẽ được mở rộng khi ta khảo
sát các cấu hình riêng của DSL. Khi sử dụng công nghệ DSL trên vòng thuê bao sẽ
cho phép thực hiện dịch vụ truy nhập tốc độ cao không cần bố trí các trạm tiếp vận.
Khi sử dụng các dịch vụ dựa trên DSL dữ liệu nhận được ở tổng đài nội hạt đi
vòng qua hệ thống chuyển mạch điện thoại và được tập trung, chuyển sang mạng
liên đài. Như chúng ta sẽ thấy ở phần sau, một bộ DSLAM được sử dụng để tập
hợp các kênh số liệu trước khi chuyển đi. Hơn nữa, ta sẽ thấy cách DSLAM sử
dụng công nghệ ghép gói và tế bào vào TDM làm cho hiệu quả tốc độ tăng cao.
Hình vẽ 1.4.2 minh hoạ một sơ đồ điển hình của mạng DSL. Mạng cần phải
thiết lập một vài lo ại thiết bị mạng số liệu để thực hiện các dịch vụ số liệu tốc độ
cao. Hình vẽ cũng cho thấy một DSLAM đa dịch vụ được bố trí ở tổng đài nội hạt
và một điểm kết thúc DSL được lắp đặt ở văn phòng hoặc nhà riêng của thuê bao.
Thường các điểm kết thúc D SL là các bộ MODEM, các bộ định tuyến (router) hay
các thiết bị truy xuất tích hợp (IAD: Integrated Access Device) có khả năng chấp
nhận cả thoại và số liệu. Tốc độ truyền dẫn có thể lên đến 8 Mbps hoặc hơn nữa
tùy thuộc vào một số yếu tố bao gồm cả thiết bị, độ dài vòng thuê bao và tình trạng
chất lượng vòng thuê bao.
Hình 1.4.2. Sơ đồ điển hình dịch vụ dựa trên DSL
-17-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
Thành phần này cung cấp giao tiếp truyền dẫn chính cho hệ thống DSLAM.
Thiết bị này có thể cung cấp các giao tiếp cụ thể như T1/E1, T3/E3, OC-1, OC-3,
OC-12, STS-1 và STS-3.
Mạng thuê bao nội hạt tận dụng mạng thuê bao điện thoại liên đài làm cơ sở. Để
cung cấp khả năng kết nối giữa các nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng dịch vụ
cần phải lắp đặt thêm nhiều thiết bị như các hệ thống chuyển mạch frame relay,
ATM và các bộ định tuyến. Các thiết bị chuyển mạch ATM đang ngày càng được
sử dụng nhiều và các thế hệ DSLAM sắp tới sẽ bao gồm cả chuyển mạch ATM.
Một khái niệm cần đề cập đến là nút truy nhập (AN: Access Node) là nơi đặt
các thiết bị chuyển mạch và định tuyến. Tùy thuộc vào quy mô của mạng thuê bao
và giá thành liên quan đến việc chuyển vận mà có thể bố trí một hay nhiều AN trên
mạng thuê bao nội hạt. Với các thế hệ DSLAM mới được tích hợp cả AN kết hợp
với các hệ thống chuyển mạch ATM.
DSLAM được bố trí cạnh tổng đài nội hạt và là nền tảng của giải pháp DSL. Về
mặt chức năng DSLAM tập hợp lưu lượng dữ liệu từ các vòng thuê bao DSL vào
xương sống của mạng để kết nối với phần còn lại của mạng. DSLAM cung cấp
dịch vụ vận chuyển gói số liệu, tế b ào số liệu hay các ứng dụng chế độ mạch qua
việc tập trung các đường dây DSL vào các ngõ ra 10Base-T, 1 00Base-T, T1/E1
T3/E3 hay ATM.
Ngày nay một vài DSLAM đã được nhiệt đới hoá để có thể lắp đặt ở những
vùng không có điều hoà nhiệt độ. Điều này cho phép lắp đặt các DSLAM tại các
remote terminal hay các tủ đặt bên lề đường thay vì phải lắp đặt tại tổng đài nội
hạt. Khả năng di chuyển DSLAM tới những vị trí xa tổng đ ài (cùng với công nghệ
vòng thuê bao mở rộng) làm tăng nhanh ảnh hưởng của các nhà cung cấp dịch vụ,
cho phép cung cấp dịch vụ đến những khách hàng mà bình thường DSL không thể
vươn tới được. Ngoài chức năng tập trung thì tùy thuộc vào từng dịch vụ được
cung cấp một DSLAM có thể có thêm các chức năng khác. Trong một vài trường
hợp một DSLAM có thể có khả năng được yêu cầu mở các gói số liệu để thực hiện
một tác vụ nào đó. Ví dụ, để hỗ trợ việc gán địa chỉ IP động bằng DHCP (Dynamic
Host Control Protocol) mỗi gói phải đ ược xem xét để chuyển đến đích đúng của
nó.
Thiết bị kết thúc (endpoint) DSL MODEM/router là thiết bị đầu cuối phía
người sử dụng dùng để kết nối người sử dụng dịch vụ với vòng thuê bao DSL. Kết
nối kết thúc DSL thường là 10Base-T, V.35, ATM hay T1/E1. Các sản phẩm đời
mới của người sử dụng cũng hỗ trợ các phương pháp giao tiếp internal khác như
USB, IEEE 1394 hay PCI. Thêm vào đó thiết bị kết thúc DSL tại CPE (Customer
-18-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
Premises Equipment: thiết bị tài sản khách hàng) đang được phát triển với các
cổng được thiết kế hỗ trợ cho từng ứng dụng riêng biệt như cổng RJ11 dành cho
dịch vụ thoại, cổng video dành cho dịch vụ video dựa trên DSL và các giao tiếp
mạng mới như Home PNA (Home Phoneline Networking Alliance) hay các giao
tiếp mạng như Ethernet vô tuyến 802.11. Các thiết bị kết thúc DSL của tài sản
khách hàng có một số cấu hình khác nhau tùy thuộc vào dịch vụ cụ thể được cung
cấp. Ngoài việc cung cấp chức năng cơ bản của một MODEM DSL nhiều thiết bị
kết thúc còn có thêm một số chức năng như định tuyến, ghép kênh TDM hay ghép
kênh ATM.
Các thiết bị DSL endpoint phải có các đặc tính sau:
- có khả năng cung cấp thống kê quản lý lớp 1, lớp 2 như tỷ số SNR chẳng
hạn
- có khả năng cung cấp thống kê MIB lớp 3 như đếm gói chẳng hạn
- phải hoàn toàn quản lý được từ phía các nhà cung cấp dịch vụ mà không
cần cử nhân viên đ ến tận nơi
- hỗ trợ thực hiện giám sát trực tiếp để nhanh chóng dò sai hỏng, cách ly
và thực hiện sửa chữa
- có khả năng tải từ xa các phần mềm nâng cấp
- giao tiếp tốt với các thiết bị của hãng khai thác trung gian như thiết bị
truy xuất tích hợp IAD chẳng hạn.
Các thiết bị kết thúc định tuyến đem lại sự mềm dẻo cho IP từ vị trí khách hàng.
Với một thiết bị kết thúc IP-aware có thể tạo ra và duy trì được các mạng nội bộ,
cho phép phân đoạn hiệu quả các LAN từ xa cũng như việc nhận dạng dòng dữ liệu
downstream là multicast hay unicast. Vùng đa dịch vụ cũng có thể được các người
sử dụng LAN từ xa tận dụng cùng lúc. Vùng đa dịch vụ trở nên quan trọng khi ta
có một nhóm lớn các người sử dụng cần truy nhập các nhà cung cấp dịch vụ khác
nhau. Các bộ tách dịch vụ (splitter) POTS được lắp thêm ở cả tổng đài nội hạt và
phía người sử dụng dịch vụ cho phép sử dụng vòng thuê bao cáp đồng truyền dẫn
đồng thời dữ liệu tốc độ cao và một kênh điện thoại khi dịch vụ dựa trên DSL đang
sử dụng có hỗ trợ các dịch vụ này. Các bộ tách dịch vụ POTS thường có 2 cấu
hình: cấu hình đơn được thiết kế để lắp ở nhà riêng thuê bao và cấu hình nhiều dây
được thiết kế để lắp đặt ở tổng đài nội hạt. Lưu ý rằng trong khi nhiều sơ đồ m ã
đường dây DSL hỗ trợ một kênh dịch vụ điện thoại đơn thuần POTS thì một số sơ
đồ mã đường dây DSL khác lại không hỗ trợ loại dịch vụ này.
Bộ tách dịch vụ điện thoại đơn thuần POTS có thể là dạng tích cực hoặc
dạng thụ động:
-19-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
- Báo cáo thực tập cuối khóa Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
- Bộ tách dịch vụ điện thoại đơn thuần POTS thụ động không cần phải
được cấp thêm nguồn điện bên ngoài. Bộ tách dịch vụ điện thoại đơn
thuần POTS thụ động hỗ trợ các dịch vụ thường trực như số điện thoại
khẩn cấp 911 (ở Hợp chủng quốc Hoa Kỳ) ngay cả khi nguồn điện nhà
đèn bị mất ở DSLAM hay MODEM DSL.
- Bộ tách dịch vụ điện thoại đơn thuần POTS tích cực phải được cấp nguồn
từ bên ngoài cho điện thoại và tín hiệu DSL để hoạt động trên đôi dây
cáp đồng. Khi mất điện thì muốn duy trì các d ịch vụ thường trực như số
điện thoại khẩn cấp 911 (ở Hợp chủng quốc Hoa Kỳ) ngay cả khi nguồn
điện nhà đèn b ị mất ở D SLAM hay MODEM DSL phải có thêm nguồn
điện dự phòng.
Ngày nay, các loại DSL như G.dmt ADSL, G.lite, ReachDSL và RADSL có thể
được lắp đặt mà không cần bộ tách dịch vụ điện thoại POTS riêng ở thiết bị tài sản
khách hàng (CPE: Customer Premises Equipment). Thay vào đó là các thiết bị thụ
động gọi là các b ộ microfilter được người sử dụng gắn giữa mỗi thiết bị điện thoại
đơn thuần (như máy điện thoại, máy điện thoại không dây, máy trả lời điện thoại,
máy fax nhóm 3 hay MODEM tương tự) với đường dây. Mạch microfilter thực
chất chỉ là một bộ lọc thông thấp cho phép tín hiệu dải tần âm thoại đi qua và lo ại
bỏ tín hiệu trong dải tần DSL để loại trừ xuyên kênh. Ưu điểm của phương pháp
này là trong khi các bộ tách dịch vụ POTS truyền thống được người lắp đặt của các
công ty cung cấp dịch vụ lắp ở thiết bị giao tiếp mạng (NID: Network Interface
Device) thì các bộ microfilter được người sử dụng tự gắn dễ dàng khỏi phải gọi
cho công ty cung cấp đến lắp đặt. Với các loại dịch vụ dựa trên DSL thực hiện qua
các kết nối điện thoại đ ơn thuần POTS thì đây là chọn lựa quan trọng nhất khi lắp
đặt.
Trong khi các sản phẩm dựa trên RADSL cung cấp khả năng tách tần số các
đường thoại đơn thuần POTS khỏi dịch vụ số liệu phổ tần dải thì một vài kỹ thuật
không sử dụng bộ tách dịch vụ mới hơn như ReachDSL và G.lite đều cung cấp giải
pháp trộn dịch vụ số với POTS dải nền mà vẫn bảo đảm cho tất cả các thành phần
lưu lượng. H ơn nữa, một vài kỹ thuật không sử dụng bộ tách dịch vụ POTS đã đ ưa
ra việc dò động các trạng thái nhấc, gác máy gọi là “fast retrain”. Khi nhấc máy
những sản phẩm này tự động dịch tần số và giảm phần tần số thấp hơn của tín
hiệu số để loại nhiễu tín hiệu âm tần và khi gác máy trở lại tín hiệu số lại tự động
chuyển dịch về phía tần số thấp để cung cấp dịch vụ với tốc độ cao nhất có thể có
được.
-20-
SV: Lê Tuấn Anh – C09VT1 – 091C650003
nguon tai.lieu . vn
