Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL CHƯƠNG 3 ADSL I. TỔNG QUAN VỀ ADSL ADSL là kỹ thuật truyền thông băng rộng sử dụng đường cáp đồng điện thọai sẳn có tại nhà khách hàng để truy nhập internet tốc độ cao. Khái niệm ADSL xuất hiện từ năm 1989 tại Mỹ, ADSL bắt đầu thử nghiệm vào năm 1995 và phát triển đến nay. ADSL truyền dữ liệu có tốc độ của luồng dữ liệu xuống (downsttream) nhanh hơn tốc độ truyền của luồng dữ liệu lên (upstream). 1. Đặc Điểm ADSL - Internet và voice/fax cùng đi chung trên một đôi cáp điện thọai nhưng hai luồng tín hiệu gồm : dữ liệu và thọai truyền đi riêng biệt không chồng lấn nhau, không làm ảnh hưởng đến các dịch vụ điện thọai đã có như: hộp thư thọai, hiển thị số máy gọi đến, chờ cuộc gọi . . . - ADSL cho kết nối internet nhanh gấp 160 lần kiểu kết nối modems analog chuẩn V90/56kbps. - Kết nối theo kiểu thường trực (always on), vì thọai và dữ liệu truyền riêng lẻ nhau, khi kết nối truy nhập internet thường trực nhưng không làm bận hay gián đọan cuộc gọi đến trên đường dây điện thoại. Không sử dụng kết nối, giải tỏa, bị tín hiệu bận hoặc bị mất thời gian trong quá trình mở trình duyệt truy nhập internet. - Sử dụng đầy đủ tốc độ của đường kết nối. Nếu tốc độ của đường ADSL là 1.5Mbps thì người dùng sử dụng đủ tốc độ kết nối internet 1.5Mbps. Chia sẽ băng thông với nhiều users khác nhau nhưng không làm giảm tốc độ truyền. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 22 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL - Có độ tin cậy cao, thậm chí trong trường hợp mất nguồn thì ta vẩn có thể gọi điện thọai bình thường. - Có tính bảo mật, an tòan dữ liệu. Đây là một ưu điểm nỗi trội của ADSL mỗi mạch điện là một kết nối riêng biệt. Hay nói cách khác, mỗi thuê bao trong mạng chỉ dùng một kết nối riêng biệt. 2. Tốc Độ ADSL ADSL cung cấp tốc độ truyền dữ liệu tốc độ cao so với tốc độ điện thọai thông thường. Nhưng tốc độ của dữ liệu truyền theo hai hướng khác nhau. Tốc độ dữ liệu chiều xuống có thể từ 1.5 đến 6.1Mbps (có thể đến 8Mbps), tốc độ chiều truyền dữ liệu lên từ 16 đến 640 kbps (có thể đạt tối đa 1.5Mbps). Do sự giới hạn của đôi cáp đồng nên làm hạn chế tốc độ truyền của DSL. Cáp đồng bị các giới hạn sau:  Băng thông (đáp ứng tần số) của sợi cáp đồng Đôi dây cáp đồng xoắn chỉ thích hợp cho tín hiệu audio tần số thấp, vì thế cáp đồng thì không thích hợp với tín hiệu có tần số cao. Tín hiệu anlog (tín hiệu thọai) thì có tần số đến 3.4 kHz và công nghệ xDSL sử dụng tần số đến 1.1 MHz. Bởi vì khi tín hiệu có tần số cao truyền trên cáp đồng sẽ bị suy hao lớn. Đáp ứng tần số của tín hiệu truyền trên đôi cáp đồng phụ thuộc vào các thông số sau: đường kính của cáp đồng (gauge), môi trường xung quanh cáp . . . Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 23 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL  Nhiểu xuyên kênh (Crosstalk). Nhiểu xuyên kênh xảy ra làm suy giảm năng lượng tín hiệu truyền trên cáp đồng. Xuyên kênh làm ảnh hưởng rất lớn đến kỹ thuật DSL trên mạch vòng (local loop) thuê bao. - Xuyên kênh gây ra bởi các hiện tượng cảm ứng điện từ bởi các đường dây cùng sợi cáp. - Xuyên kênh của đường cáp lớn sang đường cáp nhỏ. - Càng nhiều đường dây ADSL càng tăng xuyên kênh. - Xuyên kênh tăng theo tần số. Xuyên kênh được chia làm hai lọai: xuyên kênh đầu gần (NEXT: Near End Crosstalk) và xuyên kênh đầu xa (FEXT: Fax End Crosstalk). - NEXT: xảy ra khi bộ thu DSL bị nhiễu từ tín hiệu DSL khác trên cùng đầu cáp. NEXT sẽ rất trầm trọng nếu tín hiệu của hai hướng truyền có cùng dãy tần số. vì thế trong ADSL để hạn chế Next ta dùng tần số downstream khác tần số upstream. - FEXT: xảy ra khi bộ thu DSL bị nhiễu từ tín hiệu DSL khác từ phía đầu cáp ở xa. NEXT sẽ rất trầm trọng nếu tín hiệu của hai hướng truyền có dãy tần số khác nhau. - Ảnh hưởng của NEXT và FEXT Trong một số trường hợp, modem1 nhận được một số tín hiệu từ modem2 do nhiểu crosstalk giữa hai đôi cáp 1 và 2. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 24 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL  Đường dây điện thọai bị ảnh hưởng nhiểu từ các nguồn tín hiệu Radio Đường dây điện thọai bị xâm nhập nhiểu sóng điện từ hay nhiểu tín hiệu điện các nguồn khác như: Sóng radio phát thanh, động cơ điện, sét, đèn hùynh quang . . . tín hiệu nhiểu này sẽ làm suy giảm tín hiệu DSL truyền trên đường dây điện thọai.  Ảnh hưởng của cuộn tải (load coil): tác dụng của cuộn tải là khử dung kháng trên các đường dây thuê bao dài. Cuộn tải làm tăng suy hao với tín hiệu tần số cao. Vì thế tín hiệu DSL không truyền qua được trên đường dây thuê bao có cuộn tải, nên phải gỡ bỏ cuộn tải.  Rẽ nhánh (Bridge taps) Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 25 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Rẽ nhánh trong đường dây điện thọai sẽ làm triệt tiêu một số tín hiệu truyền do bị phản xạ từ rẽ nhánh. Rẽ nhánh sẽ làm tăng nhiểu, tăng suy hao.  Suy giảm tín hiệu do mối nối (line splice attenuation) và suy giảm do điện trở đường dây điện thọai (line resistance attenuation). Suy hao trên đường dây sẽ tăng theo chiều dài cáp và tần số tín hiệu truyền, suy hao trên đường dây sẽ giảm khi kích thước đường kính dây lớn. Số mối nối trên cáp càng nhiều thì suy hao tín hiệu càng lớn. Tất cả chúng làm ảnh hưởng đến tốc độ truyền của DSL trên đường cáp điện thọai. 3. Dãy Tần Số Họat Động Của ADSL Thiết bị ADSL kết nối với mỗi modem ADSL bằng đôi cáp điện thọai theo 3 kênh truyền dữ liệu như sau: - Kênh truyền dữ liệu xuống tốc độ cao từ 1.5 đến 6.1Mbps (tối đa 8Mbps) - Kênh truyền dữ liệu lên tốc độ từ 16 đến 640 kbps (tối đa 1.5Mbps) - Kênh truyền dịch vụ điện thọai truyền thống (voice). Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 26 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Modems ADSL chia băng thông trên đường dây điện thọai theo một trong hai cách sau: - Theo kỹ thuật FDM (Frequency Division Multiplexing) - Theo kỹ thuật Echo Cancellation (overlapped spectrum) Trong đó kỹ thuật FDM có ưu điểm hơn như sau: - Không cần dùng đến bộ lọc Echo vì echo không làm ảnh hưởng trong luồng dữ liệu lên ADSL do băng tần của luồng này thì tai nghe không nhận ra được. - Nhiểu NEXT thì không ảnh hưởng, vì dãy tần số thu và phát riêng biệt nhau. II. KỸ THUẬT MÃ HÓA ĐƯỜNG DÂY (điều chế)-TRUYỀN TÍN HIỆU ADSL 1. Mã Đa Tần Rời Rạc DMT (Discrete Multi-Tone). Modems ADSL sử dụng kỹ thuật điều chế DMT để truyền dữ liệu với tốc độ bit nhanh và độ ổn định cao. DMT là kỹ thuật điều chế đa sóng mang (multi-carrier modulation) với việc chia phổ tần số (băng tần) tín hiệu gốc ngõ vào thành 256 kênh nhỏ, với mỗi kênh 4Khz và gọi là Bins hay Tones. Trong mỗi kênh (mỗi tones) điều chế một cách riêng biệt dùng từ 0 đến 15 bit/symbol/Hz, vì vậy cho phép điều chế tối đa 60kbps trong một kênh. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 27 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL - Với tần số thấp, sợi cáp đồng cho suy hao (attenuation) thấp nhưng SNR cao. Nhưng với đặc tính này của sợi cáp đồng thì kỹ thuật điều chế dùng từ 10 bps/Hz trở lên sẽ làm giảm giá trị SNR. Hơn nữa, nếu SNR của kênh phụ quá xấu thì kênh phụ đó sẽ bị lọai bỏ. - Gán Bits per second (bps) cho kênh phụ: theo đặc tính trên thì việc sử dụng bao nhiêu bits trong điều chế của kênh phụ, là tùy thuộc vào đặc tính của đường cáp bằng cách dùng kỹ thuật đàm phán thông qua việc gửi trước bits thông tin. Trước hết Modems sẽ kiểm tra tòan bộ đường cáp. Tùy theo đặc tính có được của đường cáp mà modem xác định số bits điều chế tương ứng cho mỗi kênh phụ.  Ưu điểm: - Phát triển từ công nghệ V34 sử dụng một số kỹ thuật tiên tiến để cho phép dữ liệu đạt được tốc độ tối đa trên đường cáp điện thọai. - Triệt tiếng vọng tốt, - Truyền tốc độ bits tối đa trong khỏang băng tần nhỏ, các kênh con được điều chế độc lập. xác định SNR trên mỗi kênh con một cách riêng biệt - Thích ứng tốc độ, linh họat trong việc tự động điều chỉnh tốc độ truyền  Nhược điểm: Do điều chế có quá nhiều kênh con, quá nhiều sóng mang nên thiết bị phức tạp. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 28 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL 2. CAP (Carrierless amplitude modulation/phase modulation) Phương pháp điều chế pha và biên độ không sóng mang này dựa trên phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM. Vì thế phương pháp CAP họat động tương tự như phương pháp QAM. CAP sử dụng cả điều chế biên độ và điều chế pha, Tín hiệu điều chế của CAP là số chứ không phải là tương tự. Đối lập với DMT, kỹ thuật CAP lại dùng nguyên một kênh riêng để upload và một kênh khác để download. Do đó, người lắp đặt cần biết nhà cung cấp dịch vụ của mình sử dụng kiểu truyền nào để chọn thiết bị thích hợp. CAP chia thành ba dãy tần: - Tín hiệu voice sử dụng dãi tần từ 0khz tới 4khz - UpStream sử dụng dãi tần từ 25khz tới 160khz. - DownStream sử dụng dãi tần từ 240KHz tới 1Mhz Với 3 kênh truyền khác nhau như vậy sẽ làm hạn chế nhiễu tín hiệu giữa các kênh Hầu hết các thiết bị ADSL ngày nay đều sử dụng DMT. CAP là kỹ thuật điều chế được sử dụng phổ biến trước kia. DMT CAP  Ưu điểm: Kỹ thuật đơn giản dễ hiểu, thích ứng tốc độ.  Nhược điểm: - Không dùng sóng mang truyền đi nên năng lượng suy giảm nhanh trên đường truyền - Khó xác định góc pha, đầu thu phải có bộ xác định điểm tín hiệu. 3. G.Lite. G.Lite cũng giống với kiểu điều chế DMT của ADSL, nhưng trong điều chế thì G.Lite dùng số kênh phụ ít hơn DMT, G.lite dùng 128 kênh nên phổ tần số của G.lite Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 29 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL hẹp hơn (550kHz cho G.lite, còn DMT dùng 1.1MHz). Như vậy G.lite có ưu điểm là ít phức tạp hơn DMT. Do điện thọai và ADSL sẽ dùng chung đường cáp điện thọai nên việc nhất đặt máy địên thọai sẽ gây ra nhiểu trong modem ADSL và tín hiệu của ADSL cũng có thể nhiểu sang nghe trong máy điện thọai. Để khắc phục thì trong G.lite sẽ lắp thêm thiết bị lọc tần số thấp (micro-filter or low-pass-filter) phía trước máy điện thọai khách hàng dùng ADSL. 4. Các phương pháp truyền dẫn song công Hầu hết các dịch vụ DSL đòi hỏi hai chiều (song công) trong việc truyền dữ liệu. Các modem DSL sử dụng các phương thức song công để tách biệt các tín hiệu trên các hướng ngược nhau. Có 4 phương thức song công khác nhau: - Song công 4 dây - Triệt tiếng vọng - Song công phân chia theo thời gian - Song công phân chia theo tần số Trong đó, phương thức song công triệt tiếng vọng và song công phân chia tần số được sử dụng trong modem ADSL 4.1. FDM: phân chia tần số Dãy tần được chia làm hai phần đường lên và đường xuống khác nhau. Ghép kênh phân chia theo tân số (FDM) lần lượt truyền theo các hướng khác nhau trong các giải tần không trùng nhau.Nếu sử dụng cùng khoảng băng thông thì FDM lọai bỏ được NEXT. Trong ADSL thì FDM cho phép dùng riêng băng thông 138 kHz đầu tiên cho đường truyền hướng lên. Đường lên dùng băng tần thấp, đường xuống dùng băng tần cao và rộng hơn đường lên. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 30 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL 4.2. Phương pháp triệt tiếng vọng (Echo Cancellation) Sử dụng một kênh duy nhất cho cả phát và thu, nên cần có một bộ khử tiếng vọng phía thu. Một số hệ thống ADSL sử dụng kỹ thuật truyền dẫn xóa tiếng vọng ECH, nơi dãy tần số phát được đặt trong dãy tần số thu. Tuy nhiên, Ech khó tráng khỏi xuyên nhiểu và khi thực hiện cần phải xử lý phức tạp hơn. Triệt tiếng vọng là dạng phổ biến nhất của ghép kênh trong DSL hiện đại. III. ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ADSL 1. Mô hình tham chiếu của hệ thống ADSL ATU-C, DLL và AUT-R là các thiết bị của mạng truy nhập ADSL để kết nối thiết bị khách hàng đến mạng lõi (core network) băng rộng hay mạng lõi băng hẹp (Narrowband hay Broadband). Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 31 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn [...]... khiển đồng bộ c Overhead và tốc độ bit của hệ thống ADSL Dương Hoàng Thái Khoa CNTT Trường TH BCVT & CNTT III Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn 36 Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Việc xác định tốc độ bit của hệ thống ADSL gồm: - Tốc độ dữ liệu truyền trên các kênh ADSL - Overhead của hệ thống ADSL Overhead của hệ thống ADSL gồm có: - Kênh EOC điều hành ADSL - Kênh AOC điều khiển ADSL - Các Bytes... Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL ADSL với ADSL lite IV CẤU TRÚC MẠNG DÙNG ADSL (các thành phần của hệ thống ADSL) Cấu trúc dịch vụ ADSL end-to-end mô tả như hình trên gồm: - CPE: customer premises equipment là các PC hoặc Workstation và Remote ADSL Terminating Units (ATU-R) hay Router (ADSL modem) - NAP: Network access providers quản lý mạng lõi layer2 (DSLAM, BAS, BRAS) Tại ADSL POP, NAP triển... mức công suất ADSL thấp hơn mức ngưỡng 5 So sánh giữa ADSL với ISDN và ADSL với ADSL Lite (G.lite) ADSL với ISDN ADSL PSTN và ISDN ADSL là ‘liên tục/ always-on” tức kết nối PSTN và ISDN là các công nghệ quay số (dialtrực tiếp up) ADSL kết nối chúng ta tới một ISP định PSTN và ISDN cho phép chúng ta sử dụng fax, trước dữ liệu, thoại, dữ liệu tới Internet, dữ liệu tới các thiết bị khác ADSL chỉ chuyển... downstream - Lọai overhead: “ full overhead” hay “ reduced over a Dạng khung trong mode full overhead Khung này cho phép đồng bộ bảy kênh chuyển vận “ASx và LSx” Việc đồng bộ trong ADSL với luồng dữ liệu vào được thực hiện bằng bộ điều khiển đồng bộ b Dạng khung trong mode reduced overhead Mode này sử dụng khi thiết bị ADSL không cần dùng chức năng đồng bộ Mode này hòan tòan giống với full overhead ngọai...Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Trong đó: ATU-C: ADSL Transceiver Unit (modem) tại CO (central Office) đầu cuối điểm truy nhập của mạng ATU-R: ADSL Transceiver Unit (modem) tại đầu cuối xa (remote end) phía khách hàng Splitter- C: Splitter tại đầu cuối điểm truy nhập (central office end)... đường dây ADSL a Cấu hình chuyển vận dữ liệu STM Dương Hoàng Thái Khoa CNTT Trường TH BCVT & CNTT III Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn 33 Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Hệ thống ADSL chuyển vận STM hỗ trợ kênh truyền đơn công AS0 và kênh truyền song công LS0 cho chiều downstream (ATU-C) và kênh song công LS0 cho chiều upstream (ATU-R) Chuyển vận cho ADSL được đánh số từ 1- 4, hệ thống ADSL bắt buộc... 0, 1, 34 và 35 có vai trò đặc biệt trong đa khung ADSL các khung này mang thông tin CRC của khung, các bit chỉ thị và các thông tin overhead Các khung khác gồm khung 2 đến khung 33 và khung 36 đến khung 67 cũng có truyền các thông tin overhead của kênh EOC và điều khiển đồng bộ Tất cả các thông tin này được truyền tải ở vị trí byte fast data của mỗi khung trong đa khung ADSL Phần overhead của fast data... thaidh_bd3@vnpt.com.vn 42 Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL 4 Điều Hành và Bảo Dưỡng ADSL (OAM) Giao diện ADSL hỗ trợ 3 phương pháp cho việc trao đổi thông tin họat động của lớp vật lý giữa ATU-C và ATU-R - Ghi kênh họat động EOC - Điều khiển màu đầu ADSL AOC - Các bit chỉ thị 4.1 Kênh điều hành EOC (Embedded Operations Channel) Kênh eoc (eoc1 eoc13) là kênh truyền lần lượt trong khung ADSL để thực hiện chức năng... mà chỉ có giới hạn phụ thuộc vào dung lượng của tòan bộ kết nối ADSL Các hệ thống ADSL phải hỗ trợ tối thiểu là kênh AS0 Hiện nay cấu trúc và tốc độ ADSL vẫn là cố định b Cấu hình chuyển vận dữ liệu ATM Dương Hoàng Thái Khoa CNTT Trường TH BCVT & CNTT III Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn 34 Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Hệ thống ADSL chuyển vận ATM hỗ trợ hai kênh ATM0 và ATM1 ATM0 luôn được hỗ... như: 1760 kbps, 3488 kbps, 5216 kpbs và 6944 kbps 2.2 Truyền tải Fast và Interleaved (slow) trong ADSL Trong ADSL, có thể chọn hai đường truyền dữ liệu dạng đường nhanh “Fast” hay đường xen kẽ “Interleaved” Dương Hoàng Thái Khoa CNTT Trường TH BCVT & CNTT III Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn 35 Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL - Truyền đường “fast” còn gọi kiểu đường nhanh, dữ liệu sẽ được truyền nối . Tốc độ dữ liệu truyền trên các kênh ADSL - Overhead của hệ thống ADSL Overhead của hệ thống ADSL gồm có: - Kênh EOC điều hành ADSL - Kênh AOC điều khiển ADSL - Các Bytes kiểm tra lỗi CRC. Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Trong đó: ¾ ATU-C: ADSL Transceiver Unit (modem) tại CO (central Office) đầu cuối điểm truy nhập của mạng. ¾ ATU-R: ADSL Transceiver Unit (modem) tại. Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL CHƯƠNG 3 ADSL I. TỔNG QUAN VỀ ADSL ADSL là kỹ thuật truyền thông băng rộng sử dụng đường cáp đồng điện