Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Mục lục Mục lục Lời nói đầu Chương I: Tổng quan công nghệ đường dây thuê bao số xDSL Sự đời đường dây thuê bao số xDSL So sánh công nghệ DSL với số công nghệ truyến dẫn tốc độ cao khác 2.1 So sánh DSL với phương pháp truy nhập quang 2.2 So sánh DSL với Cáp đồng trục 2.3 So sánh DSL với truyền dẫn không dây 2.3.1 Vô tuyến mặt đất 2.3.2 Các dịch vụ vệ tinh .9 Mơ hình tổng quát hệ thống DSL 10 Kết luận 11 Ứng dụng DSL giới Việt nam 11 Chương II: Mạch vòng thuê bao vấn đề nhiễu .14 Sự hình thành mạch vòng thuê bao 14 Đôi dây xoắn 15 2.1 Tín hiệu mode chung tín hiệu vi sai 16 2.2 Cân 16 2.3 Cầu rẽ 16 Nhiễu mạch vòng thuê bao 17 3.1 Xuyên âm 17 3.1.1 Các loại xuyên âm .17 3.1.1.1 Xuyên âm đầu gần (NEXT) 3.1.1.1.1 NEXT suy giảm NEXT khuếch đại 3.1.1.1.2 Tự xuyên âm đầu gần (sefl-NEXT) 3.1.1.2 Xuyên âm đầu xa (FEXT) 3.1.1.2.1 FEXT đồng mức (EL-FEXT) 3.1.1.2.2 FEXT không đồng mức (Unequal Lever-FEXT) 3.1.2 Các kết thống kê xuyên âm 3.1.2.1 1% trường hợp xấu NEXT 3.1.2.2 1% trường hợp xấu FEXT 3.2 Nhiễu tần số Radio 3.3 Nhiễu xung Các phương pháp song công 4.1 Song công dây 4.2 Song công triệt tiếng vọng 4.3 Song công phân chia theo tần số 4.4 Song công phân chia theo thời gian 4.5 Các phương pháp song công hỗn hợp Chương III: Công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL lí thuyết đa tần rời rạc I - Tổng quan công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Mơ hình tổng quát nguyên lí hoạt động ADSL Điều chế tín hiệu ADSL SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Song công sử dụng tần số 3.1 Song công phân chia theo tần số 3.2 Song công triệt tiếng vọng ADSL Lite Truyền tải qua ADSL Các ưu nhược điểm ADSL 6.1 Các ưu điểm ADSL 6.2 Các nhược điểm ADSL II – Các phương pháp điều chế Điều chế đa tần rời rạc 1.1 Điều chế đa sóng mang 1.2 Điều chế QAM Điều chế đa tần rời rạc (DMT) 2.1 Nguyên lí điều chế đa tần rời rạc 2.2 DMT DFT 2.3 Hệ thống DMT tham số 2.3.1 Kênh truyền ảnh hưởng kênh truyền 2.3.2 Hệ thống đơn sóng mang 2.3.3 Xấp xỉ QAM vuông 2.3.4 Phân tích đa sóng mang 2.3.4.1 Các giả thiết 2.3.4.2 Tính tốc độ độ dự phịng 2.3.4.3 Tổng kết bước tính tốn hoạt động hệ thống DMT 2.3.5 DMT với khối chiều dài hữu hạn 2.3.6 Phân chia tải bit (Bit Loading) 2.3.6.1 Các thuật toán tải bit 2.3.6.2 Thuật tốn tối ưu “rót nước” 2.3.7 Cân cho DMT 2.4 Sơ đồ tổng thể hệ thống DMT 2.4.1 Máy phát DMT 2.4.2 Máy thu DMT Mã sửa lỗi Reed – Solomon 3.1 Giới thiệu mã Reed – Solomon 3.2 Các đặc điểm mã RS 3.2.1 Cấu tạo mã RS 3.2.1.1 Đa thức trường 3.2.1.2 Đa thức sinh 3.2.2 Khả sửa sai mã RS 3.2.3 Tăng ích điều chế (coding gain) mã RS 3.3 Mã hóa giải mã mã RS 3.3.1.Mã hóa RS kiến trúc mã hóa RS 3.3.2 Giải mã RS kiến trúc mã RS Chương IV: Kiến trúc ADSL ứng dụng kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT Mô hình tham chiếu hệ thống ADSL Sơ đồ máy thu phát ADSL SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Cấu trúc kênh thông tin ADSL Mào đầu ADSL 4.1 Kênh EOC 4.2 Kênh AOC Bit swapping 4.3 Các bit thị (indicator bits) Vấn đê chuẩn định thời mạng (NTR) 5.1 Sự cần thiết chuẩn định thời mạng 5.2 Việc truyền NTR 5.3 Khôi phục định thời Chi tiết khối 6.1 Máy phát 6.1.1 Tạo khung 6.1.2 Tạo mã kiểm tra CRC 6.1.3 Ngẫu nhiên hóa (Scrambler) 6.1.4 Mã sữa lỗi tiến FEC (mã hoá Reed-Solomon) 6.1.5 Cài xen (Interleaving) 6.1.6 Âm chuẩn (Pilot Tone) 6.1.7 Sắp xếp tone (tone ordering) mã hoá chòm 6.1.7.1 Tone ordering 6.1.7.2 Mã hoá chòm 6.1.8 Điều chế DMT (IFFT) 6.1.9 Thêm Cyclic Prefix 6.1.10 Biến đổi số - tương tự xử lí tín hiệu tương tự 6.2 Máy thu 6.2.1 Biến đổi tương tự - số 6.2.2 Cân miền thời gian (TEQ) 6.2.3 Giải điều chế DMT cân miền tần số (FEQ) 6.2.4 Giải mã chòm tách bit 6.2.5 Giải cài xen 6.2.6 Giải mã sửa lỗi tiến giải ngẫu nhiên hoá 6.2.7 Giải mã CRC phân khung (deframe) Khởi tạo kết nối truyền thông 7.1 Kích hoạt xác nhận 7.2 Huấn luyện thu phát 7.3 Phân tích kênh truyền 7.4 Trao đổi Phụ lục A: Các thuật ngữ từ viết tắt Phụ lục B: Các tổ chức, khuyến nghị chuẩn xDSL Phụ lục C: Tài liệu tham khảo SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Lời mở đầu Cách trăm năm, loài người chứng kiến đời máy điện thoại giới Từ đến nay, điện thoại ln đóng vị trí quan trọng sống người ngày trở thành phương tiện thiếu gia đình Theo dự báo tổng cơng ty Bưu Viễn thơng Việt nam, số máy điện thoại Việt nam năm 2000 đến năm 2010 đạt bình quân từ 20 đến 22 máy 100 dân Ngồi mục đích đàm thoại, từ lâu đường dây điện thoại sử dụng cho mục đích truyền số liệu, từ Internet đời việc truy cập Internet Modem thoại ngày phổ biến Ban đầu, người ta có nhu cầu truyền nhận thơng tin dạng kí tự hay hình ảnh tĩnh nên tốc độ Modem băng thoại dường đáp ứng đủ Thế nhưng, năm gần mà Internet trở thành mạng tồn cầu với số lượng thơng tin khổng lồ, dịch vụ hấp dẫn với âm hình ảnh sống động, địi hỏi thời gian thực Modem băng thoại khơng cịn đủ khả truyền tải băng thơng cho dịch vụ q lớn lên đến hàng chục, hàng trăm Mbps Modem thoại truyền tối đa vài chục Kbps Hơn nữa, thời kì dịch vụ băng rộng phi thoại đào tạo từ xa, truyền hình theo yêu cầu… bắt đầu phát triển mạnh dẫn đến nhu cầu mạng truy nhập thuê bao ngày tăng Trong việc cáp quang hố hồn tồn chưa thực chi phí cao mà đối tượng gia đình hay văn phịng nhỏ khó đáp ứng nên việc tồn song song cáp quang cáp đồng điều tất yếu Thực tế thúc đẩy nhà nghiên cứu Viễn thơng phải nhanh chóng tìm giải pháp hiệu để cung cấp dịch vụ băng rộng tới khách hang Trong số giải pháp đưa ra, công nghệ đường dây thuê bao số xDSL (Digtal Subscriber Line) bật tính khả thi Cơng nghệ xDSL đáp ứng yêu cầu truyền số liệu cách nhanh chóng đáp ứng nhu cầu ngày đa dạng khách hàng mà cịn khơng địi hỏi vốn đầu tư ban đầu lớn tận dụng sở hạ tầng sẵn có mạng điện thoại truyền thống Mặc dù phát triển mạnh mẽ năm gần giới Việt nam xDSL mẻ Tuy nhiên, tương lai không xa chắn xDSL đặc biệt phát triển ADSL sở kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT chuẩn hố có ví trí quan trọng thị trường Viễn thơng Việt nam Qua q trình tìm hiểu với kiến thức ban đầu cơng nghệ xDSL, em chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp “Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT với công nghệ ADSL” Đồ án chia làm chương: Chương I: Tổng quan công nghệ đường dây thuê bao số xDSL Trong chương trình bày đời cơng nghệ triển vọng Chương II: Mạch vòng thuê bao vấn đề nhiễu Trong chương trình bày trình bày mạch vịng th bao vấn đề nhiễu mạch vòng thuê bao SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Chương III: Công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL lí thuyết đa tần rời rạc AMT Trong chương trình bày tổng quan hệ thống ADSL phương pháp xử lí tín hiệu DMT ADSL Chương IV: Kiến trúc ADSL dùng kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT Chương trình bày sơ đồ máy thu phát ADSL cấu trúc khung thông tin ADSL vấn đề khác có liên quan Mặc dù cố gắng hạn chế mặt thời gian trình độ nên đồ án em chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận phê bình, hướng dẫn giúp đỡ thầy cô bạn Cuối cùng, em xin bày tỏ cảm ơn sâu sắc tới cô Nguyễn Thuý Anh – giáo viên tận tình hướng,dẫn bảo, cung cấp tài liệu cho em suốt thời gian thực Em xin cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Trung - người tận tình giúp đỡ em trình thực đồ án Em xin cảm ơn giúp đỡ thầy cô khác khoa Điện tử - Viễn thông, trường đại học Bách Khoa Hà nội Hà nội, tháng năm 2005 Sinh Viên: Cù Thị Hạnh SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Chương I: Tổng quan công nghệ đường dây thuê bao số xDSL Sự đời đường dây thuê bao số xDSL xDSL, viết tắt cụm từ Digital Subscriber Line (đường dây thuê bao số) chữ “x” thể kĩ thuật khác nhau, thuật ngữ để công nghệ truyền số liệu tốc độ cao đến đôi dây điện thoại truyền thống Như ta biết, đường dây điện thoại từ tổng đài đến thuê bao thường đôi dây đồng, hai sợi đôi dây xoắn lấy tạo nên đôi dây xoắn Với dịch vụ điện thoại thông thường người ta lấy khoảng tần số từ 0,3 đến 3,4 Khz tiếng nói truyền tín hiệu khoảng tần số mạch vịng th bao Trong đó, chất sợi dây đồng có khả truyền tải tần số lớn nhiều Nghĩa là, khoảng băng thông lớn đường dây thuê bao điện thoại tương tự chưa sử dụng Công nghệ DSL đời để khai thác khoảng băng thơng Sự đời DSL tạo bước ngoặt cho việc sử dụng đường dây điện thoại Các nhà giả kim phải lên DSL biến đồng thành vàng Tùy thuộc vào độ dài mạch vịng, cơng nghệ DSL cung cấp băng thơng từ 128Kbps đến 52Mbps Băng thơng cơng nghệ DSL đối xứng (Symmetric) bất đối xứng (Asymmetric) Các công nghệ DSL đối xứng cung cấp băng thông cho hai hướng: hướng lên (Upstream) hướng từ khách hàng đến mạng hướng xuống (Downstream) hướng từ mạng đến khách hàng công nghệ DSL bất đối xứng cung cấp băng thông không cho hướng (thơng thường hướng xuống có băng thông cao hướng lên) DSL bất đối xứng thích hợp cho ứng dụng mà thuê bao có nhu cầu nhận liệu nhiều gửi liệu truy cập Internet hay truyền hình theo yêu cầu (Video On Demand) Họ xDSL có thành viên sau đây: IDSL-ISDN DSL: DSL đa dịch vụ Ngay từ đầu năm 1980, ý tưởng đường dây thuê bao số cho phép truy nhập mạng số đa dịch vụ (ISDN) hình thành DSL cho phép sử dụng tốc độ 144 Kbps mạch vòng 2B+D hai chiều Trong ISDN, đầu đấu nối tới tổng đài trung tâm kết cuối đường dây LT (Line Termination), đầu nối tới tổng đài trung tâm kết cuối mạng NT (Network Termination) Để cho phép truyền song công người ta sử dụng kĩ thuật khử tiếng vọng ISDL đáp ứng dịch vụ như: Hội nghị truyền hình, đường dây thuê riêng (Leased Line), hoạt động thương mại truy cập Internet… HDSL-High bit Rate DSL: DSL tốc độ bit cao Truyền song công sử dụng kĩ thuật mã hố 2B1Q có khử tiếng vọng Đây loại DSL đối xứng, cung cấp tốc độ đường truyền tương đương với đường T1 SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL E1 Đây loại DSL đối xứng, cung cấp tốc độ đường truyền tương đương với đường T1 E1 (1,536 Mbps, sử dụng hai đôi dây 2,048Mbps sử dụng đơi dây) Mục đích HDSL để thay đường T1 E1 Tuy nhiên, loại địi hỏi đường dây riêng, khơng sử dụng chung đường dây với đường dây điện thoại HDSL có tầm hoạt động tối đa khơng có trạm lặp 1200 feet HDSL- phiên HDSL quan tiêu chuẩn thông qua năm 1999, có tốc độ giống HDSL cần đôi dây Các ứng dụng HDSL: - Với tốc độ truyền Mbit/s, HDSL sử dụng để kết nối tổng đài HDSL cung cấp giao diện kết nối G703 G704 sử dụng cáp 0,5 mm khoảng cách dài HDSL cho thấy giải pháp kết nối sử dụng cáp đồng truyền luồng 2Mbit/s với giá tương đối rẻ so với cáp quang, dễ lắp đặt tin cậy Một mạng PABX phát triển mạnh với nhu cầu truyền liệu kết nối tăng lên, HDSL giải pháp tốt để kết nối - Các dịch vụ truy nhập chung - Lắp đặt PABX đầu xa - Hội nghị truyền hình - Các dịch vụ đường dây thuê riêng (nx64 Kbit/s đến 2048 Kbit/s) - Các dịch vụ truyền số liệu: phần lớn sản phẩm HDSL cung cấp giao diện V35/V36/X21 Ngoài giao diện n x 64 Kbit/s tạo khả cung cấp mềm dẻo cho dịch vụ truyền số liệu HDSL có khả sử dụng để kết nối mạng máy tính LAN-LAN, truyền dịch vụ ISDN, truyền dịch vụ hội thoại Video MSDSL - Multirate Symmetric DSL: DSL đối xứng đa tốc độ Là loại DSL có tốc độ liệu hai chiều cung cấp nhiều mức tốc độ khác nhà cung cấp dịch vụ qui định RADSL - Rate Adaptive DSL: DSL tốc độ thích nghi RADSL thừa hưởng ưu điểm mã hố Discrete Multitone (DMT) cơng nghệ ADSL để cung cấp băng thơng tối đa mạch vịng khác Tùy theo điều kiện chiều dài chất lượng dây, RADSL cho phép modem tự động điều chỉnh băng thơng cho thích hợp hai hướng SDSL - Symmetric DSL: DSL đối xứng Là hệ thống chưa chuẩn hố, truyền song cơng đôi dây Tốc độ đạt 1,536 Mbps SDSL thích hợp cho ứng dụng hội nghị truyền hình truy nhập vào mạng LAN từ xa ADSL - Asymmetric DSL: DSL bất đối xứng Gọi bất đối xứng tốc độ tải xuống thuê bao lớn tốc độ tải lên Chuẩn ANSI T1.413 định nghĩa hệ thống ADSL có tốc độ hướng xuống (downstream) hướng lên (upstream) 0,64 Mbps vịng bán kính 12kft từ CO (gọi vùng phục vụ: CSA) tốc độ 1,544 0,176 Mbps phạm vi bán kính 18kft (gọi vùng phục vụ mở rộng: ECSA) Khuyến nghị G.992.1 ITU định nghĩa hệ thống dựa phần xương sống T1.413 mở rộng thông qua phụ lục để thoả mãn nhu cầu vùng riêng biệt G.992.2 định nghĩa hệ thống đơn giản với nhiều tốc độ so với G.992.1, gọi ADSL.Lite ADSL.Lite loại ADSL khơng có tách tín SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL hiệu thoại với tín hiệu số liệu phía khách hàng Yếu điểm chủ yếu ADSL.Lite tốc độ liệu giảm nguồn nhiễu Các ứng dụng ADSL: - Các dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao ADSL phù hợp với Internet đa phần người sử dụng xem tải xuống liệu nhiều tải lên - Truyền hình theo yêu cầu (Video on Demand) - Đào tạo từ xa - Âm nhạc chất lượng cao theo yêu cầu VDSL - Very high bit-rate DSL: DSL có tốc độ bit cao Là loại DSL khơng đối xứng, có tốc độ cao (tốc độ gửi liệu lên tối đa đạt 16Mbps, tốc độ tải xuống tối đa 52Mbps) Tuy nhiên, cự li làm việc loại ngắn VDSL xem công nghệ cuối DSL, khai thác khả băng thơng tối đa đạt Local Loop VDSL sử dụng chủ yếu hệ thống lai cáp quang - cáp đồng để kết nối đơn vị mạng quang (ONUs) tới thiết bị thuê bao Trong hệ thống sợi quang đến tổng đài (FTTE - Fiber To The Exchange) ONU CO gọi thu phát VDSL VTU-C Trong hệ thống khác cáp quang tới khu dân cư (FTTN: Fiber To The Neighborhood), cáp quang tới vỉa hè (FTTC: Fiber To The Curb) cáp quang tới tịa nhà (FTTB: Fiber To The Building) ONU nằm CO Điểm khác biệt hệ thống độ dài mạch vòng từ ONU đến thiết bị thuê bao: đạt đến 6kft với hệ thống FTTN 1,5kft hệ thống FTTB Chúng ta gọi chung hệ thống FTTC (Fiber To The Cabinet) gọi máy thu phát VTU-O Cự ly VDSL từ đến kft, phụ thuộc vào vị trí ONU tổng tốc độ bit hướng lên hướng xuống thay đổi từ khoảng 4,6 đến 58 Mbps Các ứng dụng VDSL: - Truyền hình theo yêu cầu (Video on Demand) - Hội thoại, hội nghị video - Truy nhập Internet tốc độ cao - Các dịch vụ điện thoại bình thường Trong cơng nghệ DSL sử dụng rộng rãi ADSL phù hợp với nhu cầu sử dụng Internet bùng nổ, khơng địi hỏi đường dây riêng cho phép sử dụng điện thoại bình thường kết nối Internet Hơn nữa, đầu tư cho ADSL tương đối rẻ Một công nghệ có triển vọng VDSL, cơng nghệ phát triển với phát triển mạng cáp quang lai cáp đồng với khả cung cấp tốc độ đường truyền lớn Có thể tóm tắt đặc điểm công nghệ DSL nêu bảng sau: SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Bảng1.1: Các công nghệ DSL Loại DSL Chế độ Tốc độ gửi Tốc độ Khoảng Số đôi Hỗ truyền tối đa nhận tối cách tối dây yêu điện (Mbps) HDSL IDSL MSDSL SDSL RADSL ADSL VDSL Đối xứng Đối xứng Đối xứng Đối xứng Bất đối xứng Bất đối xứng Bất đối xứng đa (Mbps) đa (m) cầu thoại 1,54 0,144 2,3 0,64 15 1,54 0,144 2,3 52 3.650 10.700 8.800 6.700 5.500 5.500 1.200 1 1 1 trợ Khơng Khơng Có Khơng Khơng Có Có So sánh cơng nghệ DSL với số công nghệ truyền dẫn tốc độ cao khác DSL cho phép truyền tín hiệu băng thơng rộng đến khách hàng đôi dây xoắn tồn Các phương thức cạnh tranh khác việc đưa tín hiệu đến khách hàng đa dạng, thường yêu cầu cài đặt phương tiện dành riêng băng thông Sau mô tả ngắn gọn điểm mạnh điểm yếu phương tiện truyền dẫn khác với DSL: 2.1 So sánh DSL với phương pháp truy nhập quang Xu hướng phát triển Việt Nam nh nhiều nước giới mở rộng dịch vụ băng hẹp sang băng rộng song song với việc phát triển mạng điện thoại Mạng truy nhập quang đảm nhiệm hết dịch vụ băng rộng tốc độ cao, tạo đường truyền dung lượng lớn Khi so sánh với mạng cáp đồng mạng cáp quang có nhiều ưu điểm như: - Tốc độ cao: tốc độ cáp quang khách hàng đạt từ 600 Mbit/s đến 2,4 Gbit/s - Khoảng cách truyền dẫn lớn - Không bị ảnh hưởng nhiễu điện từ - Tính bảo mật cao - Kích thước khối l ượng nhỏ (cáp) - Dễ dàng song cơng xung ánh sáng di chuyển theo hướng khác khơng xâm lấn Mặc dù có ưu điểm trội việc thay mạng mạng quang băng rộng khó thực chi phí lớn Hơn nữa, tuổi thọ cáp đồng cao nên thay cáp quang dẫn đến tình trạng cáp đồng khơng sử dụng nên không sinh lợi nhuận, doanh thu đổ dồn vào mạng cáp quang làm cho việc khấu hao tồn mạng tăng lên Để tiến tới cáp quang hóa hồn tồn, đạt hiệu kinh tế, cần tiến hành cáp quang hóa phần, phân loại theo mạng truy nhập FTTx: - FTTB (Fiber To The Building): Một phần cáp quang chạy từ tổng đài đến chân tòa nhà sau cáp đồng nối tới văn phịng phịng riêng - FTTC (Fiber To The Curb): Phần cáp quang chạy từ tổng đài tới cách nhà thuê bao vài trăm met sau cáp đồng nối tới nhà thuê bao SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL - FTTH (Fiber To The Home) : cáp quang chạy thẳng đến nhà thuê bao Trong bước chuyển dần sang mạng tồn quang cấu hình phải sử dụng phần cáp đồng để chuyển tải thông tin đến tận th bao giảm chi phí mạng xDSL hồn tồn cung cấp giải pháp truy nhập cho dịch vụ tốc độ cao từ khối ONU đến thuê bao Như xDSL giải pháp trung gian hữu hiệu để cung cấp dịch vụ tốc độ cao tới khách hàng trước quang hóa mạng truy nhập 2.2 So sánh DSL với cáp đồng trục Các nhà cung cấp dịch vụ cung cấp dịch vụ DSL mạng cáp truyền hình (cáp đồng trục) Tuy nhiên, trung bình khoảng 90% số cáp lắp đặt chiều Các công ty cáp nâng cấp thành cáp hai chiều nơi ưu tiên Vì chi phí cho việc nâng cấp đắt, tỷ lệ cáp đồng trục hai chiều tăng cách chậm chạp Theo sau FTTH mạng cáp quang ghép HFC (Hybrid Fiber Coaxial) Người ta cho HFC triển khai cách kinh tế DSL có băng thơng lớn HFC loại mạng quang thụ động (PON), cung cấp băng thông lớn đến điểm phân tán, sau cáp đồng trục triển khai đến mạch vòng tới vài khách hàng Cáp đồng trục có băng tần từ 500 MHz đến 1000 MHz, theo lý thuyết giới hạn đến 10 Gbit/s lớn hơn, chia sẻ cho từ vài trăm đến vài nghìn khách hàng vùng mà cáp triển khai HFC cung cấp dịch vụ hai chiều Khi chuyển sang dịch vụ hai chiều, modem cáp hoạt động việc chuyển thông tin theo hướng đến tốc độ từ 384 Kbit/s đến Mbit/s hệ thống cáp tần số 350 MHz đến 500 MHz, phụ thuộc vào người điều khiển Cáp đồng trục phải khuếch đại tần số để truyền dẫn có kết tốt Băng tần chiều bị hạn chế khoảng 40 MHz Trong cạnh tranh DSL cơng ty điện thoại cáp đồng trục lợi điểm công nghệ công ty điện thoại khả sử dụng cáp đồng có, tránh chi phí cho việc xây dựng lại cấu trúc Mỗi khách hàng có đường truyền dẫn cá nhân độ an toàn bảo mật cao chia sẻ phương tiện cáp đồng trục Tuy nhiên, tương lai không xa cáp đồng trục cải tiến trở thành đối thủ tương xứng DSL 2.3 So sánh DSL với truyền dẫn không dây 2.3.1 Vô tuyến mặt đất Trong năm gần đây, điện thoại động có bùng nổ thuê bao toàn giới Trong dịch vụ vô tuyến số ngày sử dụng băng tần hẹp (thông thường khách hàng sử dụng khoảng Kbit/s), lên mạng vô tuyến hệ (3G) có khả cung cấp đường truyền đến Mbit/s cho khách hàng sẵn sàng trả tiền cho dịch vụ Các dịch vô tuyến số có khả cung cấp tất dịch vụ DSL Người ta tin tưởng truy nhập vô tuyến có vị trí đáng kể thị trường dịch vụ truyền liệu Tuy nhiên, đằng sau tất sơi động vài vấn đề kỹ thuật cần phải giải Đó là: - Triển khai antenna - Khơng đủ băng thông - Độ tin cậy SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 10 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Thuật toán xếp tone thiết kế để giảm thiểu xuất lỗi Các nhiễu xung thời gian symbol gây lỗi Trong trường hợp này, tone mang nhiều bit có khả giải mã sai nhiều so với tone mang bit Nói cách khác nhiễu xung tạo nhiều bit lỗi luồng cài xen luồng nhanh (do tone luồng cài xen mang nhiều bit hơn) Tuy nhiên bit luồng cài xen lại bảo vệ tốt luồng nhanh chúng cài xen Do vậy, máy thu hầu hết lỗi sửa được, tất nhiên với giả thiết nhiễu xung không xảy thường xuyên Một thủ tục de-ordering hay gọi tách bit (bit extraction) ngược lại với xếp tone thực máy thu ATU-R Tuy nhiên, không cần thiết phải gửi kết trình xếp đến máy thu bảng bit tạo từ đầu ATU-R bảng có đủ thơng tin cần thiết để thực tách bit Hình 4.11 minh họa ví dụ xếp tone tách bit (khơng có mã hóa trellis) cho trường hợp đơn giản DMT tone với NF = NI = b’i số bit tone i sau xếp Hình 4.11: Sắp xếp tone tách bit cho trường hợp DMT tone 6.1.7.2 Mã hóa chịm Sau bit gán cho kênh con, chúng mã hóa chịm Bộ mã hóa tương tự mã hóa điều chế QAM modem theo chuẩn V Số lượng điểm chòm bin phụ thuộc vào số lượng bit gán cho bin Với số lượng bit bin đến 15 số điểm chòm thay đổi từ 22 = đến 215 = 32768 điểm Một cách để cải thiện hoạt động hệ thống xử lý khối mã trellis 16 trạng thái, chiều Khối mã hóa chịm kèm theo chức tinh chỉnh tăng ích (gain) Ngoài giá trị bi, tone gán giá trị tinh chỉnh tăng ích gi Các giá trị đầu mã hóa chịm điều chỉnh giá trị gi Việc tinh chỉnh quân bình xác suất lỗi kênh cách điều chỉnh cơng suất tín hiệu theo hệ số thay đổi từ -1,25 đến +2 SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 79 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Như có symbol bị giảm cơng suất phát Lý việc giảm công suất phát nằm tỉ số đỉnh trung bình (PAR:Peak to Average Ratio) symbol DMT PAR đơn giản tỉ số cơng suất đỉnh có mẫu DMT (một giá trị miền thời gian sau biến đổi IFFT) cơng suất trung bình mẫu DMT PAR lớn khơng mong muốn đầu vào tương tự (analog) Modem phải có dải động lớn, khiến cho việc thiết kế modem trở nên phức tạp lại tiêu thụ nhiều cơng suất Người ta thấy DMT có PAR lớn (khoảng 15dB) phân bố biên độ gần Gaussian Cơng suất đỉnh cao sinh đầu tất bin riêng rẽ cộng lại tạo thành giá trị lớn Trong nhiều trường hợp, giá trị vượt khỏi khu vực tuyến tính phần analog bị cắt chuyển đổi D/A gọi clipping Lỗi gây clipping coi xung cộng tính có cực tính âm cho mẫu thời gian bị cắt Việc giảm công suất tone không cần công suất lớn để đảm bảo xác suất lỗi vừa phải không giảm tổng cơng suất Modem mà cịn giảm xác suất xảy clipping Ở hướng lên hướng xuống, thường có số bin khơng mang bit thơng tin Bộ mã hóa chịm cho giá trị cho bin Giá trị gi bin thường đặt 6.1.8 Điều chế DMT (IFFT) Trái tim máy phát khối điều chế DMT Cả ATU-C ATU-R sử dụng điều chế DMT khác số điểm phép IFFT Ở ATU-C, khối điều chế có 256 bin sử dụng 255 điểm tần số phức (và liên hợp phức chúng) cộng với hai điểm đặc biệt tạo thành 512 điểm thực miền thời gian Như tín hiệu hướng xuống gồm có 256 bin hay tone Khoảng cách tâm DMT bin 4,3125kHz với tâm tần số 4,3125 kHz tâm lớn 1,104MHz Một hai điểm đặc biệt nói tone tần số 1,104MHz Tone gọi Nyquist tone, khơng sử dụng để mang liệu mà thường cài đặt Điểm đặc biệt lại thành phần chiều, cài đặt Phương trình sau biểu diễn IFFT máy phát: 511 xk = ∑ Z i e jπ ki 256 với k=0 511 (4.11) i =0 Giá trị Zi i=0 thành phần chiều set 0; 256 giá trị Zi (i=1->256) giá trị phức mã hóa từ chịm QAM với sóng mang (gồm giá trị tần số Nyquist) 255 giá trị Zi cuối liên hiệp phức giá trị từ i=1 đến i=255, đối xứng qua Nyquist tone Điều thể qua biểu thức sau: (4.12) Zm = conj(Z512-m) với m = 257 511 Với trường hợp đặc biệt symbol đồng bộ, tất giá trị Zi set giá trị thực với biên độ danh định Khối điều chế ATU-R sử dụng 32 bin 32 giá trị phức (gồm giá trị cho tone số 32) đại diện cho chịm mã hóa kênh con, thành phần chiều, liên hiệp phức tone đến 31 tạo 64 điểm thực phép IFFT Khoảng cách tone 4,3125kHz, bắt đầu tần số 4,3125kHz kết thúc tần số 138kHz Phương trình IFFT ATU-R: SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 80 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL 63 xk = ∑ Z i e jπ ki 32 với k = 63 (4.13) i =0 Giá trị Zi i=0 thành phần chiều; 31 giá trị Zi giá trị phức mã hóa từ chòm QAM kênh (gồm giá trị tần số Nyquist) Các giá trị Zi từ i=33 đến i=63 liên hiệp phức giá trị từ i=1 đến i=31, đối xứng qua Nyquist tone: Zm = conj(Z64 -m) với m = 33 63 (4.14) Sự linh hoạt điều chế DMT thấy xem xét ba khu vực phổ tần số hệ thống ADSL song cơng phân chia theo tần số hình Việc để ngỏ tone cho dịch vụ thoại truyền thống thực cách gán cho tone giá trị Zi=0 sử dụng lọc tương tự đầu cuối máy phát để lọc tần số Đặt đầu mã hóa chịm phức “tắt” tone hay bin Một cách tương tự, tín hiệu hướng xuống khơng dùng đến tần số băng hướng lên cách “tắt” tone từ đến 32 Một điều quan trọng cần phải hiểu phân biệt tốc độ khung liệu tốc độ khung symbol DMT hiểu khoảng cách bin lại 4,3125kHz Cyclic prefix khung đồng đóng vai trị tốc độ tần số Tốc độ khung liệu, giải thích trước đây, xác 4kHz (hay 4kBaud) Do khung thứ 69 khung đồng nên tốc độ khung phải lớn chút so với tốc độ khung liệu tính theo (4.15): (4.15) Do số mẫu khung luồng hướng xuống 544, biểu thức sau cho ta tốc độ mẫu khỏi ATU-C (và đến ATU-R): R sample , D S = 69 frames ⎛ sam ples ⎞ M sample 4000 ⎜ 544 fram e ⎟ = 2, 208 69 s s ⎝ ⎠ (4.16) Tương tự, hướng lên: R sa m p le ,U S = 69 fra m es ⎛ sa m p les ⎞ ksa m p le 4000 ⎜ fra m e ⎟ = 69 s s ⎝ ⎠ (4.17) Độ phân ly miền tần số biến đổi FFT (khoảng cách điểm sau biến đổi) với 2N mẫu thực miền thời gian tính bởi: R (4.18) R es FFT = sample 2N Với hướng xuống, phép tính đơn giản với 2N=512 tần số lấy mẫu 2,208MHz cho khoảng cách bin miền tần số 4,3125 kHz Tương tự, hướng lên 2N=64, tần số lấy mẫu 276kHz nên khoảng cách bin 4.3125 kHz SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 81 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL 6.1.9 Thêm Cyclic Prefix Cyclic prefix giúp tăng khoảng bảo vệ, chống ISI đồng thời giúp cho việc cân miền tần số dễ dàng Ở hướng xuống, cyclic prefix dài 32 mẫu (từ 480 đến 511) chèn vào 512 mẫu miền thời gian Như vậy, chuỗi đầu máy phát DMT gồm có 544 mẫu x480, x481, , x511, x0, x1, x2, , x511 Cyclic prefix kênh hướng lên dài mẫu từ x60 đến x63 từ đầu IFFT hướng lên Như vậy, chuỗi đầu máy phát hướng lên gồm có 68 mẫu x60, x61, , x63, x0, x1, , x63 6.1.10 Biến đổi số – tương tự xử lý tín hiệu tương tự Tín hiệu số sau điều chế DMT, thêm cyclic prefix đ ược biến đổi sang tín hiệu tương tự truyền mạch vịng th bao Khối có chức xử lý tín hiệu tương tự, thường có lọc thơng dải để lọc lấy dải tần số ADSL 6.2 Máy thu Tín hiệu truyền từ máy phát đến máy thu mạch vòng thuê bao Nếu hệ thống ADSL sử dụng kỹ thuật song cơng triệt tiếng vọng trước vào Modem ADSL, tín hiệu qua triệt tiếng vọng Nếu hệ thống ADSL song cơng phân chia theo tần số (FDD) tín hiệu qua lọc để tách tín hiệu hướng lên hướng xuống Sau tín hiệu vào máy thu trải qua trình sau : 6.2.1 Biến đổi tương tự –số Tín hiệu tương tự đường truyền biến đổi trở lại thành tín hiệu số DAC để tiếp tục xử lý 6.2.2 Cân miền thời gian (TEQ) Mặc dù hệ thống DMT thực cân hiệu miền tần số cân miền thời gian có mặt đầu vào máy thu Bộ cân phục vụ hai mục đích: - Thứ nhất, lại bỏ nhiễu ISI có độ dài lớn cyclic prefix Những giao thoa làm cho symbol giao thoa với symbol miền thời gian làm cho kênh khơng cịn tính tuần hồn - Thứ hai, đ ược sử dụng lọc thơng dải, loại bỏ lượng ngồi băng Ví dụ, cân miền thời gian đầu vào ATU-C chứa phần thông thấp để giảm lượng tần số tone số 33 phần thông cao để giảm lượng tần số 138kHz Các lọc thường lọc thích nghi huấn luyện để đạt giá trị tối ưu giai đoạn khởi tạo truyền dẫn 6.2.3 Giải điều chế DMT cân miền tần số (FEQ) Bộ giải điều chế máy thu ADSL làm ngược lại điều chế máy phát Ở ATU-R, trái tim giải điều chế FFT hoạt động 512 điểm thực Chú ý trước thực FFT 32 mẫu cyclic prefix loại bỏ Sau thực FFT giữ lại 256 đầu phức giữ lại, 256 giá trị liên hợp SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 82 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL phức bỏ Phương trình 4.19 mơ tả q trình giải điều chế mặt toán học: 511 Z = ∑ xi e ' k − jπ ki 256 với k = 255 (4.19) Ở Z k' giá trị chưa qua cân giải mã giải mã chòm QAM bin Tương tự, ATU-C: 63 Z = ∑ xi e ' k − jπ ki 32 với k = 31 (4.20) Ở ATU-C ATU-R, việc cân miền tần số thực sau trình FFT Quá trình thực cách đơn giản sử dụng phép nhân phức cho bin (đã trình bày hệ thống DMT) Giá trị nhân tử xác định trình khởi tạo đường truyền ADSL thường cập nhật khung đồng khung 6.2.4 Giải mã chòm tách bit Sau giải điều chế cân bằng, giá trị bin giải mã riêng biệt giải mã chòm QAM Các bin mang bit khơng cần phải giải mã Các bit sau giải mã từ bin đưa đến đệm luồng nhanh đệm cài xen thủ tục ngược lại với thủ tục mà chúng phân chia máy phát Thủ tục gọi tách bit (bit extraction) ngược lại xếp tone (tone odering) 6.2.5 Giải cài xen Quá trình giải cài xen thực tín hiệu luồng cài xen, đơn xếp byte trở lại thành từ mã RS, trình ngược lại cài xen máy phát với tham số 6.2.6 Giải mã sửa lỗi tiến giải ngẫu nhiên hóa Q trình giải mã sửa lỗi tiến Reed-Solomon thực thuật tốn trình bày chương 2, phần hai đồ án Sau thơng tin giải ngẫu nhiên hóa theo q trình ngược lại ngẫu nhiên hóa máy phát 6.2.7 Giải mã CRC phân khung (deframe) Việc giải mã CRC máy thu dựa vào đa thức sinh máy phát: (4.21) G(D) = D8 + D4 + D3 + D2 + Máy thu thực việc chia đa th ứ c thông tin thu cho đa thức sinh để phát xem có xảy lỗi đường truyền mà khơng thể sửa mã hóa sửa lỗi tiến Reed- Solomon không Các bit sau đưa qua khối kiểm tra CRC phân khung (deframing), fast byte sync byte giải mã Nếu cần thiết byte AEX LEX chèn vào kênh tương ứng, byte xóa khỏi cuối byte kênh AS LS định Đến tất liệu đưa đến giao diện phù hợp (gồm tất kênh AS LS thông tin AOC EOC) SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 83 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Khởi tạo kết nối truyền thông Nguyên tắc thiết lập kết nối ADSL, modem kiểm tra phân tích điều kiện đường dây điều chỉnh số lượng bit sóng mang để tối ưu hóa băng thơng sẵn có Khởi đầu, Modem phát sử dụng đủ 15 bit kênh Modem thu phân tích tỉ số tín hiệu tạp âm SNR phát kết ngược trở lại modem phát Các kênh có giảm cấp gán cho nhiều bit kênh có nhiều nhiễu gán bit Mỗi kênh điểu chỉnh cách độc lập đó, nhiễu tần số định kênh cố định tránh cách có hiệu quả, tối đa hóa sử dụng băng thơng cịn lại Những kênh khơng sử dụng nhiễu trầm trọng bị loại bỏ hoàn toàn Khởi tạo (initialization) tiến trình cho phép thiết lập thơng tin ATU-C ATU-R Tiến trình cho phép hai Modem nhận dạng nhau, xác định độ sẵn sàng trạng thái đường dây để hỗ trợ cho thông tin , trao đổi tham số định nghĩa cho yêu cầu kết nối, định tài nguyên thơng tin khác Tiến trình thực thơng qua bước sau: Kích hoạt xác nhận (Activation and Acknowledgement) Huấn luyện thu phát (Training) Phân tích kênh truyền (Channel Analysis) Trao đổi (Exchange) 7.1 Kích hoạt xác nhận ATU-R bắt đầu tiến trình khởi tạo việc truyền âm (tone) dành riêng tới ATU-C Tất tín hiệu truyền thời gian âm đơn tần số sóng mang Trong nhận dạng lẫn nhau, ATU-C ATU-R định bên thực loop timing, thông thường ATU-R thực loop timing Khi giai đoạn khởi tạo hoàn tất, ATU-R ATU-C trao đổi phương pháp điều chỉnh xác định thiết bị chủ 7.2 Huấn luyện thu phát Trong pha này, số tín hiệu băng rộng gửi ATU-R ATU-C Các tín hiệu băng rộng cho phép bên tính mật độ phổ cơng suất thu hướng lên hướng xuống để tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại đầu thu trước chuyển đổi tương tự/số Một khoảng lặng có pha huấn luyện này, thu phát tự huấn luyện mạch khử tiếng vọng mà khơng cần tham gia bên 7.3 Phân tích kênh truyền Trong giai đoạn phương án lựa chọn, khả thông tin cấu hình trao đổi ATU-R ATU-C Có tin gửi giai đoạn này: ATU-C gửi tin gọi C-Rates C-MSGI ATU-R gửi hai tin R-Rates R-MSGI Bản tin C-Rates gửi phương án lựa chọn từ ATU-C đến ATU-R Mỗi phương án gồm có số byte đề nghị mà kênh mang mang khung hướng lên hướng xuống Trong phương án chứa số byte FEC cho từ mã đệm cho hướng lên hướng xuống số symbol SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 84 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL từ mã kênh cài xen hai hướng Trong phương án cuối có chọn thỏa thuận tốc độ khởi đầu tốc độ thích ứng Bản tin C-MSGI mơ tả đặc tính khả ATU-C để đảm bảo ATU-R biết tất khả ATU-C Bản tin 48 bit gồm thông tin như: độ dự phịng SNR tối thiểu cần có (thường 6dB), mã nhà sản xuất, mức PSD phát trình khởi tạo R-Rates1 giống với C-Rates1 chỗ phương án gửi liệt kê tốc độ Tuy nhiên, trường hợp có phương án cho hướng lên liệt kê R-MSGI chứa thơng tin cấu hình hỗ trợ ATU-R Bản tin 48 bit gồm có nhiều tham số giống C-MSGI, ngoại trừ độ dự phòng SNR, thị hỗ trợ NTR, mức mật độ phổ cơng suất q trình khởi tạo, hỗ trợ chế độ mào đầu rút gọn 7.4 Trao đổi Tập hợp thông tin chất lượng kết nối cấu hình theo yêu cầu, Modem định hình lại thân chúng trao đổi thơng tin cấu hình chúng Việc định băng thông để yêu cầu kênh mang ấn định, âm DMT cụ thể lượng liệu mã hóa âm ấn định Việc kết nối kiểm tra hai hướng Modem thơng báo với đầu bên sẵn sàng để nhập thông tin Ban đầu, pha trao đổi định phương án số phương án phát C-Rates R-Rates sử dụng Nếu tốc độ thích ứng mạch vòng hỗ trợ, tin trao đổi pha R-MSG-RA dài 80 bit gửi ATU-R để thông báo tới ATU-C thêm thơng tin kênh hướng xuống để sau ATU-C đề nghị phương án tốc độ khác tối ưu Sau gửi R-MSG-RA, ATU-R gửi R-Rates-RA R-Rates-RA gồm có bit chọn tốc độ luồng hướng xuống cao đề nghị từ C-Rates mà hỗ trợ ATU-C đáp lại tin R-MSG-RA R-Rates-RA tin C-MSG-RA C-Rates-RA C-Rates-RA mang phương án lựa chọn cho hướng xuống hướng lên C-MSG-RA theo sau C-Rates-1, tin 48 bit chứa độ dự phòng SNR yêu cầu cho kênh hướng xuống Khi không sử dụng tốc độ thích ứng, tin mơ tả không truyền Tiếp theo, ATU-R cần gửi thêm tin định dạng tới ATU-C để hoàn thành việc lựa chọn tham số hướng xuống Hai tin đầu R-MSG2 R-Rates Tương ứng với tin R-MSG2 R-Rates2, ATU-C gửi tin C-MSG2 C-Rates2 C-Rates2 rõ định cuối sử dụng phương án cho hướng xuống hướng lên Sau phương án cho hướng lên hướng xuống chọn xong ATU-C ATU-R biết, cần có tin hướng trước chuyển sang trạng thái cố định Đó tin C-B&G truyền từ ATU-C đến ATU-R tin R-B&G từ ATU-R đến ATU-C Sau trao đổi cuối chuyển sang trạng thái hoạt động cố định Trạng thái gọi SHOWTIME Tìm hiểu số Modem ADSL có hỗ trợ DMT SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 85 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Nói chung IC hãng có khác hình dáng bề chúng vê ứng dụng chúng hầu hết có chức giống Sau xét số IC: 8.1 IC TLV320AD11A 8.1.1.Cấu trúc Hình 4.12: Cấu trúc IC 8.1.2 Đặc điểm IC TLV320AD11A TLV320AD11A loại Modem tốc độ cao cung cấp chuẩn ANSI T1.413 ITU G.992.1 TLV320AD11A thiết bị điện tử công suất thấp bao gồm khối chức chính: khối phát, khối thu, khối định thời,khối chức năng, giao diện Nó thiết kế để làm việc với thiết bị Modem đặt trung tâm họ Texas Instruments Thiết bị gồm có cổng liệu song song để chuyển liệu cổng nối tiếp để điều khiển luồng số liệu 8.2 IC AC5 Octal-Port SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 86 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Các tính chính: - Ứng dụng văn phịng trung tâm có giải pháp ADSL điểm mạnh IC - Hỗ trợ mật độ cổng vào cao - Phần mềm mở ADSL cho phép khách hàng mở thêm dịch vụ gia tăng - Hỗ trợ VoDSL VoADSL thông qua giao diện kết nối PCM - IC có độ tích hợp cao nhất, giải pháp ADSL văn phịng trung tâm mang tính kinh tế Sơ đồ nguyên lí khối thu phát : SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 87 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Kết luận Qua nghiên cứu phân tích cơng nghệ đường dây th bao số (DSL) nói chung đường dây thuê bao số bất đối xứng (ADSL) nói riêng, ta rút số nhận xét sau: Cơng nghệ DSL có nhiều ưu điểm việc cung cấp đường truyền tốc độ cao đến khách hàng Nó đặc biệt phù hợp với đối tượng hộ gia đình, cơng ty nhỏ hay trường học chi phí cho đường DSL khơng q cao mà băng thơng đem lại lại tương đối lớn Trong tương lai không xa, mà VDSL phát triển băng thơng khơng cịn vấn đề nữa, lúc DSL có khả đáp ứng nhu cầu học tập, giải trí, mua sắm khách hàng Ngồi ra, với khả cung cấp đường truyền với tốc độ khác nhau, cự li khác nhau, DSL thỏa mãn nhu cầu đối tượng, từ người dân bình thường đến cơng ty lớn, mạnh công nghệ cạnh tranh với công nghệ truyền dẫn tốc độ cao đến thuê bao khác Việc cài đặt thiết bị cho DSL nhà th bao lại tương đối dễ dàng, khơng địi hỏi phải thay đổi cấu trúc đường dây nhà Đối với công ty viễn thông nhà cung cấp dịch vụ, DSL coi lời giải tối ưu cho toán lâu làm đau đầu họ tốn kinh phí đầu tư ban đầu cho mạng cáp truyền dẫn Do đặc điểm đó, DSL xứng đáng cơng nghệ dẫn đầu việc xây dựng mạng truy nhập giới Riêng ADSL, công nghệ DSL phổ biến nhất, qua vài năm phát triển chứng tỏ ưu việt nhiều nước giới lựa chọn triển khai, có Việt Nam Ở Việt Nam, để đáp ứng nhu cầu truy nhập Internet băng rộng nhu cầu truyền số liệu tốc độ cao khác, bước đầu triển khai ADSL VDSL Tuy nhiên, mức sống người dân chưa cao nhận thức tầm quan trọng Internet hạn chế nên nhu cầu dịch vụ băng rộng chưa lớn Ngay doanh nghiệp chưa thấy hết tầm quan trọng công nghệ thơng tin thời đại ngày Điều dẫn đến việc triển khai ADSL VDSL chậm chạp đầu tư lâu thu lợi nhuận Để tạo thúc đẩy dịch vụ phát triển, nhà cung cấp dịch vụ nhà cung cấp đường truyền cần thực chiến dịch quảng bá đến người lợi ích cơng nghệ thơng tin, Internet có sách khuyến khích người dùng hạ giá cước truy nhập, miễn phí số dịch vụ v.v qua làm cho nhu cầu tăng lên có nhu cầu truy nhập băng rộng, tạo tiền đề cho ADSL VDSL phát triển Đối với việc triển khai thực tế, có nhiều chuẩn công nghệ DSL tồn nên cần lựa chọn chuẩn phù hợp với đặc điểm Việt Nam sử dụng thiết bị cách thống nhất, tránh việc khơng tương thích với thiết bị, gây khó khăn phát triển mạng Chúng ta nên sớm ban hành tiêu chuẩn kỹ thuật đường dây, thiết bị DSL phù hợp với đặc điểm mạng cáp đồng Việt Nam, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn thiết bị việc xác định chất lượng mạch vòng cài đặt hệ thống DSL Trước mắt, cần nhanh chóng triển khai rộng rãi ADSL dần hướng tới VDSL VDSL cơng nghệ trung gian tốt đường tiến tới mạng tồn quang, đích đến quốc gia SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 88 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Với phát triển không ngừng công nghệ, gia tăng mạnh mẽ nhu cầu, hi vọng tương lai không xa DSL (đặc biệt ADSL VDSL) trở nên phổ biến Việt Nam, góp phần vào phát triển công nghệ thông tin viễn thông nước nhà Phụ lục A: Các thuật ngữ từ viết tắt ADSL ANEXT ANSI ANSI T1.413 AOC ASIC ATM Asymetrical Digital Subscriber Line Amplified NEXT American National Standard Institute The interface standard for DMT ADSL Đường dây thuê bao số bất đối xứng NEXT khuếch đại Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ Chuẩn giao diện ANSI cho ADSL ADSL Overhead Channel Kênh mào đầu ADSL Application Specific Integrated Circuit Mạch tích hợp chuyên dụng Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải không đồng SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 89 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL ATU-C ATU-R AWG AWGN BAS BER BRI CAP CLEC CO CPE CRC CSA DFE DFT DMT DSL EC ECSA EOC ETSI FDD FDI FDM FEC FEQ FEXT FFT FIR FTTB FTTC FTTEx FTTH FTTN FTTO HDSL HFC IDFT IFFT ILEC ISDN ISI ISP ITU LEC LT MCM MMDS MMSE NEXT ADSL Transceiver – Central Unit ADSL Transceiver – Remote Unit American Wire Gauge Additive White Gaussian Noise Broadband Access Server Bit error rate Basic Rate Interface Carrierless Amplitude/Phase Modulation Competitive LEC Central Office Customer Premises Equipment Cyclic Redundancy Check Carrier Serving Area Decision Feedback Equalizer Discrete Fourier Transform Discrete MultiTone Modulation Digital Subscriber Line Echo Cancellation Extended CSA Embedded Operation Channel European Telecommunications Standard Institute Frequency Domain Duplexing Feeder Distribution Interface Frequency Division Multiplexing Forward Error Correction Frequency– Domain Equalizer Far- End CrossTalk Fast Fourier Transform Finite Impulse Response Fiber To The Building Fiber To The Curb Fiber To The Exchange Fiber To The Home Fiber To The Neighbourhood Fiber To The Office High bit rate Digital Subscriber Line Hybrid Fiber –Coax Inverse Discrete Fourier Transform Inverse Fast Fourier Transform Incumbent LEC Integrated Services Digital Network InterSymbol Interference Internet Service Provider International Telecommunication Union Local Exchange Company Line Termination MultiCarrier Modulation Multichanel Microwave Distribution System Minimum Mean Squared Error Near- End Crosstalk SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A Bộ thu phát ADSL tổng đài Bộ thu phát ADSL xa Đơn vị đo kích thước dây Hoa Kỳ Nhiễu Gaussian cộng tính Server truy nhập băng rộng Tỉ lệ lỗi bit Giao diện ISDN tốc độ Điều chế biên độ/pha khơng sóng mang LEC cạnh tranh Tổng đài nội hạt Thiết bị nhà khách hàng Mã kiểm tra dư vòng Vùng phục vụ Bộ cân phản hồi định Biến đổi Fourier rời rạc Điều chế đa tần rời rạc Đường dây thuê bao số Khử tiếng vọng Vùng phục vụ mở rộng Kênh vận hành nhúng Viện tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu Song công phân chia theo tần số Giao diện cáp fiđơ – cáp phân phối Ghép kênh phân chia theo tần số Sửa lỗi tiến Bộ cân miền thời gian Xuyên âm đầu xa Biến đổi Fourier nhanh Bộ lọc có đáp ứng xung hữu hạn Cáp quang đến tòa nhà Cáp quang đến vỉa hè Cáp quang đến tổng đài Cáp quang đến tận nhà Cáp quang đến khu dân cư Cáp quang đến văn phòng Đường dây thuê bao số tốc độ bit cao Mạng cap quang lai cáp đồng trục Biển đổi Fourier rời rạc ngược Biển đổi Fourier ngược nhanh Công ty viễn thông nội hạt độc quyền Mạng số đa dịch vụ tích hợp Nhiễu liên ký tự Nhà cung cấp dịch vụ Internet Liên minh Viễn thông quốc tế Công ty viễn thông nội hạt Kết cuối đường dây Điều chế đa sóng mang Hệ thống phân phối Viba đa kênh Lỗi trung bình bình phương cực tiểu Xuyên âm đầu gần 90 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL NSP NT NTR ONU PAR PON POTS PPP PSD QAM QoS RADSL RF RFI SCM SDH SDSL SNR SONET TC TCM TDD TE TEQ ULFEXT UTP VOD xTU-C xTU-R Network Service Provider Network Termination Network Timing Reference Optical Network Unit Peak to Average Ratio Passive Optical Network Plain Old Telephone Services Point-to-Point Protocol Power Spectral Density Quadrature Amplitude Modulation Quality of Service Rate Adaptive Digital Subscriber Line Radio Frequency RF interference SingleCarrier Modulation Synchronous Digital Hierarchy Symmetric Digital Subscriber Line Signal to Noise Ratio Synchronous Optical Network Transmission Convergence Trellis Coded Modulation Time Domain Duplexing Terminal Equipment Time – Domain Equalizer Unequal Level FEXT Unshielded Twisted Pair Video On Demand xDSL Transceiver – Central Unit xDSL Transceiver – Remote Unit Nhà cung cấp dịch vụ Kết cuối mạng Chuẩn định thời mạng Đơn vị mạng quang Tỉ số đỉnh trung bình Mạng quang thụ động Các dịch vụ thoại Giao thức điểm nối điểm Mật độ phổ công suất Điều chế biên độ cầu phương Chất lượng dịch vụ Đường dây thuê bao số tốc độ thích ứng Tần số radio Nhiễu tần số Radio Điều chế đơn sóng mang Phân cấp số đồng Đường dây thuê bao số đối xứng Tỉ số tín hiệu tạp âm Mạng quang đồng Phân lớp hội tụ truyền dẫn (ATM) Điều chế mã Trellis Song công miền thời gian Thiết bị đầu cuối Bộ cân miền thời gian FEXT không đồng mức Đôi dây xoắn không bọc Video theo yêu cầu Bộ thu phát xDSL trung tâm Bộ thu phát xDSL xa Phụ lục B: Các tổ chức, khuyến nghị chuẩn xDSL Dưới danh sách tổ chức, khuyến nghị chuẩn có liên quan đến xDSL B.1 Liên minh viễn thơng quốc tế: INTERNATIONAL TELECOMMUNICATIONS UNION - ITU Nhóm nghiên cứu số 15 ITU chịu trách nhiệm xDSL Các khuyến nghị: G.703 Primary rate (T1/E1) systems G.961 ISDN-BRA digital system (DSL line format) G.991.1 HDSL (thế hệ thứ nhất, sử dụng hai đôi dây) G.991.2 HDSL (dành cho hệ thứ hai, sử dụng đôi dây) G.992.1 ADSL tồn tốc G.992.2 ADSL khơng có tách (“Spliterless” ADSL), gọi G.lite G.993 Dành cho VDSL G.994 Giao thức bắt tay cho tất loại Modem xDSL G.995 Tổng quan khuyến nghị xDSL SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 91 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL G.996 G.997 Các thủ tục kiểm thử (test) cho xDSL Các hoạt động lớp vật lý, quản trị bảo dưỡng cho xDSL B.2 Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE - ANSI Các thơng tin tìm www.t1.org/t1e1 Ủy ban T1E1.4 chịu trách nhiệm xDSL; buổi hội thảo mở cửa tự cho người Các chuẩn: T1.413 Chuẩn ADSL TR28 Chuẩn HDSL B.3 Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu EUROPEAN TELECOMMUNICATIONS STANDARDS INSTITUTE - ETSI Ủy ban TM6 chịu trách nhiệm xDSL; hội thảo dành cho đại diện công ty châu Âu B.4 Diễn đàn DSL DSL FORUM Các thông tin tìm www.dslforum.org B.5 Diễn đàn ADSL-ADSL FORUM Các thơng tin tìm www.adsl.com Phụ lục C: Tài liệu tham khảo [1] ADSL, VDSL, and Multicarier Modulation John A.C.Bingham, Copyright © 2000 John Wiley & Sons Inc [2] ADSL/VDSL Principles Dr Dennis J.Rauschmayer, published 1999 by MacMillan Technical Publishing [3] The DSL Sourcebook The Comprehensive Resource on Digital Subscriber Line Technology Third Edition © Paradyne Corporation [4] DSL Anywhere DSL Forum [5] Multicarrier Modulation: Duplexing Design and Interference/ Distortion Mitigation Doctoral thesis, Rickard Nilsson, Lulea University of Technology, Division of Signal Processing, Luêa, Sweden, December 2001 [6] Tài liệu ADSL công ty VDC SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 92 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL [7] Tìm hiểu cơng nghệ đường dây thuê bao số - xDSL Nhà xuất Bưu điện Hà Nội, 10-2001 - Các viết DSL, ADSL tạp chí: + TelecomMagazine + Bưu Viễn thông + PCWorld Việt Nam - Tài liệu DSL DSL forum ADSL forum - Các thông tin khác từ Internet SV: Cù Thị Hạnh - Lớp ĐT2 – CĐ1A 93 ... CĐ1A Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL Chương I: Tổng quan công nghệ đường dây thuê bao số xDSL Sự đời đường dây thuê bao số xDSL xDSL,... CĐ1A 37 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL điều chế đa tần rời rạc (DMT) ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) DMT thơng dụng... 39 Thực kĩ thuật điều chế đa tần rời rạc DMT cho công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL 2.1 Nguyên lý điều chế đa tần rời rạc DMT xây dựng dựa ý tưởng QAM Hãy hình dung có số mã hóa