Ebook Kỹ thuật xdsl

øn boä bit ñöôïc truyeàn treân phaân keânh naøy seõ chuyeån sang moät hay nhieàu phaân keânh khaùc coù khaû naêng taêng soá bit truyeàn leân (nhôø coù tyû soá SNR toát hôn). Söï thay ñoåi phaân boá bit caàn thieát ñöôïc thoâng Ñaëng Quoác Anh ADSL – Thöïc tieãn, giaûi phaùp vaø trieån khai 76 baùo cho maùy phaùt vaø ñöôïc thöïc hieän taïi maùy phaùt. Kyõ thuaät naøy goïi laø ñaùnh ñoåi bit (bit swapping) cho pheùp heä thoáng duy trì vieäc thöïc hieän gaàn nhö hoaøn haûo khi ñieàu kieän nhieãu vaø keânh thay ñoåi. Giaûi thuaät bit swapping coù theå ñöôïc thieát keá ñeå cung caáp khaû naêng choáng nhieãu toát nhaát ôû moät möùc sai cho pheùp vaø toác ñoä bit caàn thieát. Nhö ñaõ moâ taû, chaát löôïng thöïc hieän cuûa maùy thu DFE phuï thuoäc vaøo ñoä daøi cuûa caùc maïch loïc feedforward filter vaø feedback filter. Thaät khoâng may laø caùc boä phaân ñoaïn vôùi caùc boä loïc ngaén, ít phöùc taïp laïi khoâng thöïc hieän toát baèng caùc boä loïc daøi treân keânh truyeàn coù nhieàu nhieãu ñoät taàn heïp nhö ñöôøng daây ñieän thoaïi vôùi caáu hình coù nhieàu nhaùnh reõ. Trong khi ñoù, DMT hoaït ñoäng raát hieäu quaû treân caùc keânh truyeàn phöùc taïp nhö vaäy. Vì keânh truyeàn ñöôïc phaân chia thaønh nhieàu keânh heïp neân tyû soá SNR treân töøng phaân keânh laø haàu nhö ñoàng ñeàu. Nhöõng phaân keânh naèm treân vuøng taàn soá coù tyû soá SNR bò suy hao nhieàu bôûi caùc nhaùnh reõ hay möùc nhieãu cao ñöôïc duøng ñeå truyeàn ít bit thoâng tin hôn caùc phaân keânh coù tyû soá SNR lôùn. Hôn nöõa, treân caùc ñöôøng daây daøi suy hao tín hieäu taàn soá cao, modem DMT seõ taét nhöõng keânh suy hao quaù nhieàu khoâng chuyeån döõ lieäu ñöôïc. Vì vaäy, treân moät keânh truyeàn heä thoáng DMT coù theå göûi döõ lieäu nhieàu nhaát maø keânh truyeàn cho pheùp vaø chæ söû duïng nhöõng vuøng coù theå truyeàn döõ lieäu ñöôïc. Khaû naêng khaùng nhieãu cuûa CAP/QAM vôùi xaâm nhaäp cuûa soùng voâ tuyeán gaén chaët vôùi ñoä daøi cuûa boä loïc feedforward cuûa boä phaân ñoaïn DFE. Boä loïc feedforward phaûi phaùt ra caùc notch ôû caùc vuøng coù nhieãu soùng voâ tuyeán ñeå giaûm khaû naêng nhöõng taùc nhaân naøy gaây ra sai nhaàm trong dôøi möùc. Khi soá caùc notch caàn thieát taêng leân thì ñoä daøi cuûa boä loïc feedforward cuõng taêng theo. Moät boä loïc coù ñoä daøi coá ñònh chæ coù theå loaïi boû moät soá nhaát ñònh caùc xuyeân nhieãu soùng voâ tuyeán ôû moät möùc naêng löôïng naøo ñoù. Vôùi heä thoáng DMT, aûnh höôûng cuûa caùc nguoàn nhieãu khoâng xaùc ñònh tröôùc ñöôïc nhö xaâm nhaäp töø soùng voâ tuyeán qua khoâng khí: soùng AM hay soùng voâ tuyeán nghieäp dö bò loaïi tröø phaàn naøo do keânh truyeàn ñaõ ñöôïc phaân chia thaønh nhöõng phaân keânh heïp. Moät taùc nhaân gaây nhieãu raát heïp ôû ngay taàn soá trung taâm cuûa phaân keânh seõ chæ taùc ñoäng leân phaân keânh ñoù. Dó nhieân, haàu heát caùc taùc nhaân gaây nhieãu ñeàu khoâng quaù heïp vaø chuùng thöôøng cuõng khoâng naèm ôû taàn soá trung taâm cuûa phaân keânh. Keát quaû laø caùc taùc nhaân gaây nhieãu bò baêm nhoû vaøo nhieàu phaân keânh. Ñeå loaïi tröø taùc ñoäng cuûa nhieãu voâ tuyeán ngöôøi ta söû duïng moät cöûa soå cho tín hieäu thu ñöôïc tröôùc khi giaûi ñieàu cheá. Trong tröôøng hôïp nhieàu loaïi nhieãu xung, caùc heä thoáng DMT mieãn nhieãm toát hôn caùc heä thoáng CAP/QAM. Haõng Texas Instruments coù moät kieåm chöùng minh hoaï ñieàu naøy. Moät heä thoáng phaân chia daûi thoâng töø 0 ñeán 11.04 MHz thaønh 256 phaân keânh, moãi phaân keânh roäng 43,125 kHz. Tröø ñi phaàn cyclic prefix thì toác ñoä kyù hieäu coøn khaû duïng laø 40 kHz. Nhö vaäy, moãi symbol traûi daøi treân khoaûng thôøi gian 25 ms. Trong khi ñoù moät heä thoáng CAP/QAM söû duïng cuøng daûi thoâng coù toác ñoä kyù hieäu laø 11,04 MHz vaø thôøi gian cho moãi kyù hieäu laø 90,6 ns. Baây giôø, giaû söû moät xung ñieän vôùi ñoä roäng 5 ms taùc ñoäng vaøo keânh truyeàn coù heä thoáng VDSL cuûa haõng Texas Instruments hoaït ñoäng. Nhö vaäy, nhieàu nhaát laø xung ñieän naøy chæ coù theå phaù huûy ñöôïc moät phaàn naêm kyù hieäu DMT. Ñoù laø do ñoâi luùc noù phaù huûy moät phaàn cuoái cuûa kyù hieäu naøo ñoù vaø moät phaàn ñaàu cuûa kyù hieäu keá tieáp. ÔÛ maùy thu, khi kyù hieäu DMT bò nhieãu taùc ñoäng ñöôïc boä bieán ñoåi Fuorier rôøi raïc DFT chuyeån veà mieàn taàn soá thì nhieãu xung ñöôïc traûi ñeàu treân toaøn boä caùc kyù hieäu DMT. Veà thöïc chaát vieäc naøy laøm taêng thôøi gian taùc ñoäng cuûa nhieãu xung nhöng laïi giaûm ñi naêng löôïng cuûa noù raát nhieàu. Chöøng naøo naêng löôïng trung bình trong khoaûng thôøi gian kyù hieäu DMT khoâng phaù heát theàm nhieãu thì heä thoáng coøn chöa bò taùc ñoäng bôûi nhieãu. Do vaäy, taùc ñoäng cuûa haàu heát caùc loaïi nhieãu xung ngaén hôn thôøi gian moät kyù hieäu DMT ñeàu bò maùy thu töï ñoäng loaïi boû. Kyõ thuaät xDSL Ñaëng Quoác Anh 77 Trong khi ñoù, moät nhieãu xung 5 ms seõ phaù huûy ñeán 55 kyù hieäu lieân tieáp cuûa heä thoáng CAP/QAM hoaït ñoäng trong cuøng moät daûi thoâng vôùi heä thoáng VDSL cuûa haõng Texas Instruments. Vì caùc kyù hieäu ñöôïc giaûi maõ töøng kyù hieäu moät taïi maùy thu neân caùc heä thoáng naøy khoâng ñöa ra baát cöù moät phöông phaùp baûo veä choáng nhieãu xung cô baûn naøo höõu hieäu maø thay vaøo ñoù laø döïa vaøo maõ söûa sai vaø kyõ thuaät gheùp xen keõ ñeå baûo veä döõ lieäu döôùi taùc ñoäng cuûa nhieãu xung. Tuy nhieân, vì nhieãu xung gaây ra loãi lan truyeàn trong caùc boä DFE neân hieäu quaû cuûa caùc loaïi maõ söûa sai voán hoaït ñoäng sau khi döõ lieäu ñi ra khoûi boä DFE giaûm ñi raát nhieàu. Caùc heä thoáng DMT cuõng cung caáp moät caùch mieãn nhieãm nhieãu khaùc. Maëc duø, nhieãu xung veà maët lyù thuyeát laø khoâng ñoåi theo mieàn taàn soá nhöng treân thöïc teá haàu heát nhieãu xung coù hình daïng rieâng. Khi moät heä thoáng DMT bò taùc ñoäng bôûi nhieãu xung coù hình daïng nhaát ñònh thì khoâng phaûi taát caû caùc phaân keânh bò taùc ñoäng nhö nhau. Vì maõ töï söûa sai ñöôïc aùp duïng cho caùc phaân keânh neân nhieãu xung theo moät vaøi taàn soá seõ taêng khaû naêng söûa sai hôn laø tröôøng hôïp nhieãu xung coù phoå ñoàng ñeàu. Trong khi ñoù caùc heä thoáng CAP/QAM laïi khoâng coù moät cô cheá naøo toû ra taän duïng ñöôïc tröôøng hôïp nhieãu xung coù phoå khoâng ñoàng ñeàu. Caùc heä thoáng CAP/QAM phaûi troâng caäy vaøo theàm nhieãu vaø khaû naêng thích öùng ñuùng ñaén cuûa caùc boä loïc DFE ñeå theo kòp caùc bieán ñoåi cuûa nhieãu vaø suy hao treân keânh truyeàn. Ngöôïc laïi, caùc heä thoáng DMT söû duïng kyõ thuaät bit swapping vaø caùc boä phaân ñoaïn FEQ ñeå thích öùng vôùi söï thay ñoåi caùc haøm truyeàn ñaït hay nhieãu cuûa keânh truyeàn vaø ñieàu naøy khoâng laøm aûnh höôûng maáy ñeán dung löôïng ñöôøng truyeàn. Dó nhieân laø khi dung löôïng keânh truyeàn giaûm tôùi möùc khoâng dung naïp noåi toác ñoä döõ lieäu ñöôïc thieát laäp ban ñaàu thì caû caùc heä thoáng DMT laãn CAP/QAM ñeàu thaát baïi. Vì caùc heä thoáng CAP/QAM phaùt döõ lieäu trong daûi taàn roäng hôn raát nhieàu so vôùi caùc keânh phuï cuûa DMT neân toác ñoä döõ lieäu maø heä thoáng CAP/Qam cung caáp raát keùm. Neáu toác ñoä döõ lieäu caàn thieát laø giöõa 2 toác ñoä döõ lieäu coù theå thöïc hieän ñöôïc thì heä thoáng CAP/QAM phaûi hoã trôï baèng toác ñoä lôùn hôn. Laáy ví duï, moät heä thoáng söû duïng daûi thoâng 3,3 MHz ñeå truyeàn döõ lieäu thì toác ñoä döõ lieäu nhoû nhaát ñöôïc hoã trôï laø 3 Mbps. Khi thöïc hieän ñieàu cheá 1 bit moãi tín hieäu thì heä thoáng coù theå hoã trôï ñöôïc toác ñoä truyeàn döõ lieäu 3 Mbps, vôùi 2 bit cho moãi tín hieäu thì heä thoáng coù theå hoã trôï ñöôïc toác ñoä truyeàn döõ lieäu 6 Mbps, … Neáu caàn toác ñoä truyeàn döõ lieäu 10 Mbps thì phaûi söû duïng ñieàu cheá 4 bit treân moãi tín hieäu ñeå ñaït ñöôïc toác ñoä 12 Mbps. Nhö vaäy, ít nhaát ñaõ boû phí ñi 2 Mbps. Trong tröôøng hôïp khoâng thuaän lôïi, khi tyû soá SNR laøm cho keânh truyeàn chæ coù khaû naêng hoã trôï toái ña 10 Mbps thì heä thoáng phaùt 12 Mbps seõ bò nhieãu phaù huûy vì ñaõ truyeàn döõ lieäu vöôït quaù dung löôïng cuûa keânh. Vôùi ñieàu kieän keânh truyeàn nhö vaäy, söï lan truyeàn sai laø vaán ñeà quan troïng seõ phaù huûy heä thoáng. Traùi laïi, caùc heä thoáng DMT hoã trôï caùc toác ñoä truyeàn döõ lieäu raát nhaët vì keânh truyeàn ñöôïc chia thaønh caùc keânh phuï coù daûi thoâng nhoû hôn nhieàu vaø caùc bit ñöôïc boá trí ñoäc laäp vôùi caùc keânh naøy. Tính nhaët thöa cuûa toác ñoä döõ lieäu phuï thuoäc vaøo ñoä roäng caùc keânh phuï. Neáu moät heä thoáng söû duïng caùc keânh phuï coù ñoä roäng daûi 32 kHz khoâng keå caùc cyclic prefix thì khoaûng taàn soá caùch nhau nhoû nhaát laø 32 kbps. Ví duï nhö moät heä thoáng VDSL cuûa haõng Texas Instruments hoã trôï khoaûng caùch nhoû nhaát naøy laø 64 kbps. Ñeå thöïc hieän trieät phaùt xaï soùng ñieän töø (nghóa laø phaûi giôùi haïn maät ñoä phoå coâng suaát phaùt ôû möùc -80 dBm/Hz trong daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö), maùy phaùt CAP/QAM phaûi phaùt ra caùc notch cho töøng daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö maø heä thoáng coù choàng laán. Ví duï, baûng 6.3 vaø 6.4 chæ ra raèng caùc heä thoáng CAP/QAM hoaït ñoäng ôû daûi taàn töø 1 MHz tôùi 11 MHz phaûi phaùt ra 4 notch trong phoå tín hieäu phaùt cuûa mình. ÔÛ maùy thu, caùc notch phaûi ñöôïc phaùt ra ôû cuøng nhöõng vò trí naøy bôûi boä loïc feedforward cuûa boä DFE ñeå baûo ñaûm raèng Ñaëng Quoác Anh ADSL – Thöïc tieãn, giaûi phaùp vaø trieån khai 78 naêng löôïng nhaän ñöôïc trong daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö khoâng phaù huûy tín hieäu mong muoán. Trong caùc heä thoáng CAP/QAM hoaït ñoäng ôû daûi taàn coù choàng laán vôùi caùc daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö, caùc notch phaûi ñöôïc phaùt ra baèng caùc maïch loïc. Quy taéc laø, ñoä daøi cuûa maïch loïc taêng theo soá löôïng vaø ñoä saâu cuûa caùc notch. Bôûi vì caû caùc boä loïc phaùt vaø caùc boä loïc feedforward DFE phaûi phaùt ra caùc notch treân caùc daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö vaø caùc boä loïc feedforward phaûi phaùt theâm caùc notch maø nhieãu soùng voâ tuyeán coù theå xuaát hieän neân caùc boä loïc naøy nhanh choùng trôû neân phöùc taïp. Caùc nhaø saûn xuaát voán cung caáp caùc boä loïc ngaén hôn vaø möùc ñoä phöùc taïp keùm hôn khoâng maïo hieåm ñi vaøo caùc vuøng taàn soá voâ tuyeán nghieäp dö cuõng nhö thöïc hieän laøm tieâu giaûm xaâm nhaäp cuûa soùng voâ tuyeán. Moät phöông phaùp thöïc hieän khaùc cuûa caùc heä thoáng CAP/QAM laø ñaët caùc tín hieäu CAP/QAM giöõa caùc daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö, vì vaäy loaïi tröø nhu caàu caàn phaûi coù caùc boä loïc notch ñeå trieät nhieãu. Maëc duø phöông phaùp naøy thöïc ra laø moät daïng nguyeân thuûy cuûa phöông phaùp nhieàu soùng mang khaù thaønh coâng trong vieäc trieät xaâm nhaäp vaøo caùc daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö nhöng phaûi coù caùc phaàn cöùng ôû maùy thu vaø maùy phaùt taùch rôøi nhau cho moãi daûi taàn. Khi soá daûi taàn taêng leân thì heä thoáng cuõng phöùc taïp hôn vaø giaù thaønh seõ cao hôn. Traùi laïi vôùi caùc heä thoáng CAP/QAM, baèng caùch chia nhoû keânh truyeâàn thaønh caùc phaân keânh, caùc heä thoáng DMT töø baûn chaát ñaõ ñöôïc thieát keá ñeå ñaùp öùng caùc yeâu caàu haïn cheá phaùt xaï qua khoâng gian ñeán caùc daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö. Nhöõng phaân keânh choàng laán vôùi caùc daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö coù theå khoâng cho phaùt soùng vaø nhö vaäy seõ töï ñoäng giaûm maät ñoä phoå coâng suaát phaùt ñeán möùc -73 dBm/Hz. Haõng Texas Instruments ñaõ phaùt trieån vaø söû duïng thaønh coâng kyõ thuaät soá ñôn giaûn coù theå giaûm maät ñoä phoå coâng suaát phaùt xuoáng coøn ôû möùc caàn thieát -80 dBm/Hz. Caùc giaûi phaùp CAP/QAM töông hôïp phoå vôùi ADSL trong caáu hình FTTCab chæ khi caû hai chieàu upstream vaø downstream ñöôïc boá trí ôû caùc daûi taàn treân 1,1 MHz. Vì lyù do naøy, haàu heát caùc giaûi phaùp CAP/QAM ñeàu chæ duøng daûi taàn treân 1 MHz baát keå trong cuøng moät chaõo caùp coù hay khoâng coù caùc ñöôøng daây ADSL. Trong tröôøng hôïp khoâng coù ñöôøng daây ADSL trong chaõo caùp, nhöõng heä thoáng naøy khoâng taän duïng ñöôïc daûi taàn höõu duïng döôùi 1 MHz maø thöôøng ñaït ñöôïc tyû soá SNR cao. Cung öùng moät daûi taàn rieâng cho vieäc töông hôïp vôùi ADSL khi khoâng yeâu caàu seõ laøm taêng theâm ñoä phöùc taïp vaø giaù thaønh cuûa modem CAP/QAM. Ngöôïc laïi vôùi CAP/QAM, DMT cung caáp moät söï linh ñoäng lôùn trong vieäc löïa choïn giôùi haïn taàn soá treân vaø döôùi cho daûi taàn phaùt. Söï töông hôïp phoå vôùi ADSL ñaït ñöôïc raát ñôn giaûn nhôø giaûm maät ñoä phoå coâng suaát phaùt treân caùc phaân keânh coù daûi taàn döôùi taàn soá 1,104 MHz. Khi trong chaõo caùp khoâng coù caùc ñöôøng daây ADSL nhö laø trong caáu hình FTTEx chaúng haïn thì heä thoáng döïa treân DMT coù theå boá trí naêng löôïng phaùt nhieàu hôn cho caùc phaân keânh naøy vaø nhö vaäy seõ dung naïp ñöôïc nhieàu bit hôn neân cung caáp vieäc thöïc hieän truyeàn toát hôn. Caùc ñeà xuaát cuûa caùc heä thoáng CAP/QAM ñeàu cho raèng DMT tieâu toán naêng löôïng nhieàu hôn CAP/QAM. Trong thöïc teá tieâu hao naêng löôïng cuûa baát cöù giaûi phaùp naøo cuõng phuï thuoäc raát nhieàu vaøo trình ñoä tích hôïp. Roõ raøng laø moät giaûi phaùp söû duïng maïch tích hôïp cho töøng öùng duïng ñaëc bieät (ASIC: application-specific integrated circuit) tieâu thuï naêng löôïng ít hôn nhieàu so vôùi giaûi phaùp söû duïng toaøn boä linh kieän rôøi. Theâm vaøo ñoù, giaûi phaùp söû duïng boä chip khoâng cung caâáp taát caû caùc chöùc naêng caàn thieát cho caùc modem VDSL (nhö FEC, khaû naêng phaùt notch cho caùc daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö, caùc notch cho baûo veä choáng nhieãu taàn voâ tuyeán, …) caàn theâm caùc linh kieän cho caùc yeâu caàu cuûa heä thoáng VDSL. Keâát hôïp caùc linh kieän naøy vaøo heä thoáng seõ taêng löôïng tieâu thuï ñieän ñaùng keå. Kyõ thuaät xDSL Ñaëng Quoác Anh 79 Hôn nöõa, söï tieâu thuï naêng löôïng phuï thuoäc khoâng chæ vaøo maõ ñöôøng daây vaø möùc ñoä tích hôïp maø coøn phuï thuoäc vaøo cheá ñoä thöïc hieän song coâng maø ta seõ noùi ñeán ôû caùc phaàn sau. Vì tieâu thuï naêng löôïng laø moät vaán ñeà phöùc taïp cuûa nhieàu yeáu toá neân khoâng theå phaân tích so saùnh sô löôïc giöõa hai giaûi phaùp CAP/QAM vaø DMT ñöôïc. Maõ ñöôøng truyeàn toát nhaát cho VDSL laø DMT. Thaät vaäy, caùc so saùnh treân cho thaáy roõ raøng raèng khi xeùt ñeán caùc yeâu caàu cuûa heä thoáng VDSL thì DMT öu theá hôn haún CAP/QAM. DMT coù theå cung caáp: - Söï thöùc hieän gaàn toái öu treân taát caû moïi keânh truyeàn bao goàm caû nhöõng keânh truyeàn bò nhieãu nghieâm troïng vaø coù nhieàu nhaùnh reõ. - Khaû naêng choáng nhieãu töø caùc taàn soá voâ tuyeán. - Khaû naêng khaùng nhieãu xung töï nhieân. - Thích öùng toát vôùi caùc keânh truyeàn coù ñieàu kieän vaø ñaëc tính nhieãu thay ñoåi. - Hoã trôï taát caû caùc yeâu caàu toác ñoä cuûa ANSI vaø ETSI. - Trieät phaùt xaï ôû trong caùc daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö. - Töông hôïp phoå toát vôùi ADSL vaø caùc heä thoáng DSL khaùc. Nhö vaäy, roõ raøng raèng DMT laø söï löïa choïn maõ ñöôøng daây toát nhaát cho VDSL. 2.4.4 Phöông phaùp thöïc hieän song coâng Haàu heát caùc heä thoáng FDD (Frequency-division duplexing: song coâng phaân taàn) ñeàu xaùc ñònh hai keânh hay nhieàu hôn vaø ít nhaát laø moät keânh cho truyeàn daãn chieàu upstream vaø moät keânh cho truyeàn daãn chieàu downstream. Caùc keânh naøy taùch rôøi nhau veà taàn soá neân goïi laø song coâng phaân taàn. Vaán ñeà trong thöïc hieän caùc heä thoáng song coâng phaân taàn laø ñoä roäng vaø vò trí caùc daûi taàn daønh cho caùc keânh truyeàn daãn upstream vaø downstream. Hình 2.39 Vò trí ñieån hình cuûa caùc keânh upstream vaø downstream trong song coâng phaân taàn Hình 2.39 minh hoaï tröôøng hôïp song coâng phaân taàn ñôn giaûn nhaát cung caáp moät daûi taàn upstream vaø moät daûi taàn downstream. Nhö hình veõ minh hoaï daûi taàn upstream coù theå ñöôïc boá trí naèm ôû treân hay döôùi daûi taàn downstream. Moät heä thoáng DSL khaû thi coù phaûi hoaït ñoäng treân caùc ñöôøng daây ôû taàm cöï ly töø 300 m ñeán 1,5 km hay coù theå coøn daøi hôn. Nhö ñaõ noùi ñeán ôû caùc phaàn tröôùc, suy hao ñöôøng daây seõ taêng ngaøy caøng nhanh cuøng vôùi taàn soá treân caùc voøng thueâ bao daøi. Vì vaäy ñoä daøi ñöôøng daây thueâ bao caøng taêng thì daûi taàn höõu duïng cuûa ñöôøng daây seõ caøng giaûm. Ñeå cho pheùp truyeàn daãn thaønh coâng caû hai keânh VDSL upstream vaø downstream phaûi ñöôïc boá trí trong daûi taàn höõu duïng. Neáu Ñaëng Quoác Anh ADSL – Thöïc tieãn, giaûi phaùp vaø trieån khai 80 daûi taàn höõu duïng nhoû hôn fL thì hoaëc laø keânh downstream hoaëc laø keânh upstream phaûi bieán maát laøm cho truyeàn daãn song coâng khoâng thöïc hieän ñöôïc. Moät ñieàu caên baûn khaùc caàn löu yù khi thieát keá caùc heä thoáng song coâng phaân taàn laø ñoä roäng daûi cuûa caùc keânh upstream vaø downstream. Söï löïa choïn ñuùng ñaén caùc ñoä roäng daûi phuï thuoäc vaøo toác ñoä döõ lieäu caàn thieât vaø tyû soá toác ñoä döõ lieäu giöõa hai chieàu downstream vaø upstream. Vò trí daûi thoâng thích hôïp cho truyeàn taûi döõ lieâu baát ñoái xöùng 8:1 khaùc nhieàu so vôùi vò trí daûi thoâng hoã trôï toác ñoä döõ lieäu ñoái xöùng. Vieäc choïn löïa ñoä roäng daûi caùc keânh upstream vaø downstream theâm phöùc taïp khi xeùt ñeán caùc ñöôøng daây coù ñoä daøi khaùc nhau laøm cho caùc tyû soá SNR vaø caùc daûi thoâng höõu duïng cuõng khaùc nhau. Chaúng haïn, vò trí daûi thoâng thích hôïp cho dòch vuï baát ñoái xöùng tyû leä 8:1 treân ñöôøng daây daøi 300 m khaùc nhau raát nhieàu so vôùi vò trí daûi thoâng thích hôïp cho dòch vuï baát ñoái xöùng treân ñöôøng daây daøi 1,5 km. Ñeå hoã trôï taàm toác ñoä döõ lieäu, taàm tyû soá döõ lieäu roäng vaø truyeàn daãn hai chieàu treân nhieàu ñöôøng daây coù ñoä daøi khaùc nhau caùc heä thoáng song coâng phaân taàn phaûi cung caáp caùc keânh downstream vaø upstream coù ñoä roäng daûi bieán thieân laøm taêng theâm ñoä phöùc taïp cuûa heä thoáng vaø ñaëc bieät laø caùc boä loïc töông töï. Moät ngoaïi leä laø khi moät heä thoáng song coâng phaân taàn söû duïng DMT cho pheùp boá trí caùc phaân keânh upstream vaø downstream tuyø yù baèng caùch cung caáp moâät taäp phaân keânh daûi thoâng ñaày ñuû cho moãi chieàu. Sau ñoù moãi phaân keânh ñöôïc söû duïng cho chieàu downstream hay upstream. Maëc duø kyõ thuaät naøy yeàu caàu caàn phaûi coù hai boä bieán ñoåi Fourier rôøi raïc DFT kích thöôùc ñaày ñuû trong taát caû caùc modem voán laøm taêng ñoä phöùc taïp soá cuûa heä thoáng noù vaãn laøm cho caùc yeâu caàu töông töï trôû neân deã daøng vaø cung caáp söï linh ñoäng lôùn trong vieäc boá trí daûi taàn cuûa phöông phaùp song coâng phaân taàn. Traùi ngöôïc vôùi giaûi phaùp VDSL song coâng phaân taàn taùch rôøi caùc keânh VDSL upstream vaø downstream theo taàn soá, caùc heä thoáng TDD (time-division duplexing: song coâng phaân thôøi) hoã trôï truyeàn daãn theo hai chieàu upstream vaø downstream trong moät daûi taàn duy nhaát trong caùc khoaûng thôøi gian khaùc nhau. Hình veõ 2.40 minh hoaï daûi taàn duy nhaát ñöôïc caùc heä thoáng song coâng phaân thôøi söû duïng. Söû duïng ñoä roäng daûi phaân keânh theo thôøi gian ñöôïc keát hôïp vôùi vieäc duøng caùc superframe. Moät superframe bao goàm moät khoaûng thôøi gian daønh cho truyeàn daãn chieàu downstream, moät khoaûng thôøi gian an toaøn, moät khoaûng thôøi gian daønh cho chieàu upstream vaø moät khoaûng thôøi gian an toaøn khaùc. Ñoä daøi caùc khoaûng thôøi gian truyeàn daãn theo chieàu upstream vaø downstream laø nhöõng soá nguyeân laàn chu kyø kyù hieäu DMT. Superframe ñöôïc kyù hieäu laø A-Q-B-Q, vôùi A vaø B laø soá caùc kyù hieäu töông öùng boá trí cho chieàu downstream vaø upstream vaø hai kyù hieäu Q bieåu dieãn thôøi gian an toaøn ñeå baûo ñaûm cho ñoä treã lan truyeàn cuûa keânh vaø cho pheùp ñaùp öùng doäi suy giaûm giöõa caùc khoaûng thôøi gian phaùt vaø thu. Hình 2.40 Daûi thoâng duøng cho caû hai chieàu truyeàn daãn upstream vaø downstream trong caùc heä thoáng song coâng phaân thôøi Trong caùc heä thoáng VDSL song coâng phaân thôøi cuûa haõng Texas Instruments, thôøi gian cuûa moät superframe laø 20 kyù hieäu (500 ms). Toång soá cuûa A vaø B laø 18 kyù hieäu vaø toång cuûa hai giaù trò Q laø 2 kyù hieäu. Caùc giaù trò cuûa A vaø B ñöôïc nhaø ñieàu haønh khai thaùc choïn theo tyû soá toác ñoä döõ lieäu downstream so vôùi upstream caàn thieát. Chaúng haïn, neáu Kyõ thuaät xDSL Ñaëng Quoác Anh 81 ñaëc tính nhieãu theo hai chieàu truyeàn daãn downstream vaø upstream laø nhö nhau vaø caøi A baèng B seõ cho keát quaû caáu hình hoã trôï truyeàn daãn ñoái xöùng. Caøi A = 16 vaø B = 2 seõ taïo ra tyû soá toác ñoä döõ lieäu giöõa chieàu downstream vaø upstream laø 8:1. Khi A = 12, B = 6 thì hoã trôï tyû soá toác ñoä döõ lieäu giöõa chieàu downstream vaø upstream laø 2:1. Hình 2.41 minh hoaï caùc superframe hoã trôï truyeàn daãn tyû soá toác ñoä döõ lieäu giöõa chieàu downstream vaø upstream laø 8:1, 2:1 vaø 1:1. Hình 2.41 Superframe cuûa phöông phaùp song coâng phaân thôøi cho pheùp hoã trôï caùc tyû soá toác ñoä döõ lieäu downstream so vôùi upstream khaùc nhau Vieäc söû duïng superframe cho pheùp caùc heä thoáng song coâng phaân thôøi buø ñaép vôùi caùc khaùc bieät trong möùc nhieãu giöõa hai chieàu downstream vaø upstream. Chaúng haïn, neáu nhieãu trong chieàu upstream nghieâm troïng hôn so vôùi chieàu downstream heä thoáng song coâng phaân thôøi coù theå boá trí theâm nhieàu kyù hieäu cho chieàu upstream ñeå buø laïi. Trong tröôøng hôïp truyeàn daãn ñoái xöùng thì thay vì caàn superframe 9-Q-9-Q thì coù theå söû duïng superframe 8-Q-10-Q vaø keát quaû seõ taêng theâm cöï ly thoâng tin vôùi cuøng moät toác ñoä yeâu caàu. Söû duïng song coâng phaân thôøi yeâu caàu caùc modem ñang tích cöïc trong moät chaõo caùp phaûi ñöôïc ñoàng boä vôùi moät clock cuûa superframe chung sao cho moïi truyeàn daãn theo chieàu downstream xaûy ra ñoàng thôøi vaø moïi truyeàn daãn theo chieàu upstream cuõng xaûy ra chính xaùc cuøng luùc treân moïi ñöôøng daây. Neáu khoâng söû duïng moät caáu truùc superframe chung thì caùc ñöôøng daây hoã trôï song coâng phaân thôøi trong cuøng moät chaõo caùp coù theå gaây ra xuyeân keânh ñaàu gaàn vôùi nhau laøm giaûm toác ñoä döõ lieäu chuùng coù theå hoã trôï ñöôïc. Ñeå baûo ñaûm hoaït ñoäng ñoàng boä, moïi modem song coâng phaân thôøi ôû toång ñaøi noäi haït hay ONU phaûi ñoàng boä vôùi clock superframe chung. Coù nhieàu phöông phaùp cung caáp clock nhö vaäy. Chaúng haïn, coù theå trích ra töø clock 8 kHz töø maïng, laáy töø moät trong caùc modem song coâng phaân thôøi, … Ñaëng Quoác Anh ADSL – Thöïc tieãn, giaûi phaùp vaø trieån khai 82 Hình 2.42 Xuyeân keânh ñaàu gaàn khi troän laãn caùc heä thoáng song coâng phaân taàn ñoái xöùng vaø baát ñoái xöùng VDSL khaùc vôùi caùc heä thoáng DSL khaùc do noù coù theå hoã trôï ñöôïc caû thoâng tin ñoái xöùng vaø baát ñoái xöùng vôùi caùc tyû soá toác ñoä döõ lieäu cuûa hai chieàu downstream vaø upstream khaùc nhau. Bieát raèng söï boá trí daûi taàn song coâng phaân taàn cho caùc dòch vuï ñoái xöùng vaø baát ñoái xöùng laø khaùc nhau, khi thöïc hieän caùc caáu truùc superframe song coâng phaân thôøi thích hôïp thì vaán ñeà laø caùc dòch vuï ñoái xöùng vaø baát ñoái xöùng coù theå ôû caïnh nhau trong cuøng moät chaõo caùp ñöôïc khoâng. Thaät khoâng may laø khi boá trí daûi taàn hoaëc khoaûng thôøi gian thích hôïp laïi cho keát quaû khoâng töông hôïp phoå baát keå heä thoáng laø song coâng phaân thôøi hay song coâng phaân taàn. Hình 2.43 Xuyeân keânh ñaàu gaàn gaây ra khi troän laãn caùc superframe song coâng phaân thôøi ñoái xöùng vaø baát ñoái xöùng Hình 2.42 minh hoaï boá trí phoå taàn trong moät heä thoáng song coâng phaân taàn. Söï boá trí ôû treân hoã trôï truyeàn daãn ñoái xöùng vaø ôû döôùi hoã trôï truyeàn daãn baát ñoái xöùng tyû soá 8:1. Phaàn toâ xaùm laø daûi taàn xaûy ra xuyeân keânh ñaàu gaàn. Vì vaäy, vieäc troän laãn caùc heä thoáng VDSL song coâng phaân taàn ñoái xöùng vaø baát ñoái xöùng trong cuøng moät chaõo caùp gaây ra xuyeân keânh ñaàu gaàn trong moät phaàn daûi taàn truyeàn daãn, nhöng trong moïi thôøi gian. Nhö vaäy, khoâng coù moät söï boá trí phoå naøo cho song coâng phaân taàn coù theå hoã trôï cho caû caùc dòch vuï ñoái xöùng vaø baát ñoái xöùng maø khoâng laøm suy +giaûm moät trong hai hay caû hai dòch vuï. Caùc heä thoáng song coâng phaân thôøi cuõng taïo ra söï suy giaûm töông töï khi hoã trôï caû caùc caáu truùc superframe ñoái xöùng vaø baát ñoái xöùng trong cuøng moät chaûo caùp. Hình 2.43 laø tröôøng hôïp xaáu nhaát khi moät ñöôøng daây hoã trôï truyeàn daãn 8:1 coù caáu truùc superframe 16- Kyõ thuaät xDSL Ñaëng Quoác Anh 83 Q-2-Q ôû gaàn moät ñöôøng daây hoã trôï truyeàn daãn ñoái xöùng coù caáu truùc superframe 9-Q-9-Q. Löu yù raèng superframe 9-Q-9-Q ñöôïc dòch ñi theo thôøi gian moät chu kyø kyù hieäu ñeå toái thieåu hoaù khoaûng choàng laán giöõa caùc kyù hieäu downstream treân ñöôøng daây truyeàn daãn 8:1 vaø caùc kyù hieäu upstream treân ñöôøng daây truyeàn ñoái xöùng. Tuy nhieân, vaãn coøn 5 kyù hieäu bò taùc ñoäng bôûi xuyeân keânh ñaàu gaàn. Trong khi xuyeân keânh ñaàu gaàn trong tröôøng hôïp song coâng phaân taàn chæ xaûy ra trong moät phaàn cuûa phoå taàn trong moïi thôøi gian thì xuyeân keânh ñaàu gaàn cuûa song coâng phaân thôøi traûi roäng ra treân toaøn boä daûi taàn nhöng chæ trong moät phaàn thôøi gian. Möùc ñoä nghieâm troïng cuûa xuyeân keânh ñaàu gaàn trong caû hai tröôøng hôïp phuï thuoäc vaøo söï khaùc nhau giöõa caùc tyû soá cuûa caùc ñöôøng truyeàn ñem troän laãn. Vaán ñeà chính taïo ra söï khoâng töông hôïp giöõa caùc ñöôøng daây ñoái xöùng vaø baát ñoái xöùng khoâng phaûi laø söï keùm hieäu quaû cuûa heä thoáng song coâng phaân taàn hay song coâng phaân thôøi maø vaán ñeà laø ñaëc tính ñoái xöùng vaø baát ñoái xöùng nhieàu toác ñoä cuûa VDSL. Caáu truùc superframe söû duïng trong song coâng phaân thôøi cho pheùp hoã trôï caû ñoái xöùng vaø baát ñoái xöùng vôùi moät taàm roäng caùc tyû soá toác ñoä döõ lieäu giöõa hai chieàu downstream vaø upstream khaùc nhau trong cuøng moät maùy thu phaùt. Tyû soá toác ñoä döõ lieäu caàn thieát ñöôïc xaùc ñònh trong haàu heát tröôøng hôïp laø caøi ñaët baèng phaàn meàm caùc giaù trò thích hôïp cuûa A vaø B. Hôn nöõa, neáu ñaëc tính nhieãu cuûa hai chieàu downstream vaø upstream khaùc nhau nhieàu thì caáu truùc superframe coù theå ñöôïc söûa ñoåi ñeå buø ñaép vaøo söï khaùc bieät. Haàu heát caùc modem song coâng phaân taàn ñeàu hoã trôï caùc tyû soá toác ñoä döõ lieäu downstream so vôùi upstream khaùc nhau khoâng baèng song coâng phaân thôøi. Ñeå hoã trôï nhieàu tyû soá nhö vaäy, caùc modem song coâng phaân taàn phaûi coù khaû naêng thay ñoåi daûi thoâng cuûa caùc keânh downstream vaø upstream voán thöôøng phaûi caàn ñeán caùc boä loïc töông töï phaân chia daûi thoâng nhanh choùng. Söï phöùc taïp vaø tieâu toán naêng löôïng cuûa caùc maùy thu phaùt phuï thuoäc vaøo ñoä phöùc taïp cuûa caùc boä loïc phaân chia daûi thoâng vaø tyû leä vôùi soá caùch choïn löïa daûi thoâng maø modem cung caáp. Nhö ñaõ noùi ôû caùc phaàn treân, ANSI vaø ETSI yeâu caàu caàn phaûi hoã trôï caùc tyû soá 1:1, 3:1, 4:1, 6:1 vaø 8:1. Ñoä phöùc taïp cuûa khaû naêng hoã trôï taát caû nhöõng tyû soá naøy treân taát caû caùc ñoä daøi ñöôøng daây coù theå coù seõ laøm cho khoâng theå thöïc hieän ñöôïc. Ñeå giaûm bôùt söï phöùc taïp, nhieàu nhaø cung caáp choïn giaûi phaùp cung caáp nhöõng phaàn cöùng khaùc nhau cho töøng tyû soá toác ñoä döõ lieäu downstream so vôùi upstream khaùc nhau. Tuy nhieân, vieäc söû duïng caùc phaàn cöùng khaùc nhau seõ giôùi haïn söï linh ñoäng khi thay ñoåi dòch vuï. Ñeå minh hoaï taïi sao caàn phaûi coù caùc phaàn cöùng coù khaû naêng hoã trôï caùc tyû soá toác ñoä döõ lieäu downstream so vôùi upstream khaùc nhau haõy xeùt vieäc söû duïng VDSL trong caùc vuøng ñoâng daân cö vaø caùc thaønh phoá lôùn. Trong caùc vuøng naøy, caùc ñöôøng daây cuûa caùc thueâ bao daân duïng vaø caùc thueâ bao doanh nghieäp coù theå ôû chung vôùi nhau trong moät chaõo caùp. Nhieàu nhaø khai thaùc vaø ñieàu haønh ñoàng yù raèng caùc khaùch haøng doanh nghieäp thöôøng yeâu caàu dòch vuï ñoái xöùng trong khi ñoù caùc khaùch haøng daân duïng laïi yeâu caàu dòch vuï baát ñoái xöùng cho vieäc truy xuaát Internet, video-on-demand, … Nhö ñaõ phaân tích ôû treân, vieäc troän laãn caùc dòch vuï ñoái xöùng vaø baát ñoái xöùng gaây ra söï khoâng töông hôïp phoå cho vieäc boá trí taàn soá cuûa song coâng phaân taàn vaø thôøi gian cuûa song coâng phaân thôøi. Vì vaäy, hoã trôï cuøng luùc caùc dòch vuï ñoái xöùng vaø baát ñoái xöùng vôùi nhieàu toác ñoä döõ lieäu khaùc nhau laø khoâng thöïc teá tröø phi coù moät söï thoaû thuaän veà vieäc boá trí caùc khoaûng thôøi gian / taàn soá. Tuy nhieân, haàu heát caùc khaùch haøng doanh nghieäp yeâu caàu dòch vuï trong nhuõng ngaøy laøm vieäc trong khi haàu heát caùc khaùch haøng daân duïng laïi yeâu caàu dòch vuï vaøo buoåi chieàu hay trong nhöõng ngaøy nghæ. Caùc modem VDSL coù khaû naêng cung caáp nhieàu tyû soá toác ñoä döõ lieäu downstream so vôùi upstream khaùc nhau cho pheùp caùc nhaø ñieàu haønh vaø khai thaùc dòch vuï cung caáp dòch vuï ñoái xöùng vaøo ban ngaøy vaø dòch vuï baát ñoái Ñaëng Quoác Anh ADSL – Thöïc tieãn, giaûi phaùp vaø trieån khai 84 xöùng vaøo ban ñeâm. Baèng caùch naøy, caùc nhaø ñieàu haønh vaø khai thaùc dòch vuï coù theå cung caáp toác ñoä dòch vuï caàn thieát cho caû caùc khaùch haøng doanh nghieäp cuõng nhö caùc khaùch haøng daân duïng coù ñöôøng daây naèm trong cuøng moät chaõo caùp. Nhö ñaõ moâ taû, ñoä phöùc taïp cuûa moät modem song coâng phaân taàn phuï thuoäc vaøo soá kieåu boá trí daûi taàn maø noù hoã trôï. Modem hoã trôï moïi tyû soá toác ñoä döõ lieäu downstream so vôùi upstream khaùc nhau cuûa VDSL treân moïi ñöôøng daây seõ raát phöùc taïp vaø giaù thaønh raát cao, ñaëc bieät laø khi söû duïng nhieàu boä loïc töông töï taùch daûi thoâng. Traùi laïi, caùc heä thoáng song coâng phaân thôøi coù theå cung caáp modem ñôn giaûn hôn caû ôû phaàn xöû lyù soá tín hieäu cuõng nhö phaàn töông töï. Vôùi caùc modem song coâng phaân thôøi döïa treân kyõ thuaät DMT thì söï phöùc taïp giaûm nhieàu nhôø vaøo vieäc duøng chung phaàn cöùng cho caû maùy thu vaø maùy phaùt. Vieäc söû duïng chung phaàn cöùng coù theå thöïc hieän ñöôïc laø do caùc chöùc naêng thu vaø phaùt cuûa moät modem DMT ñeàu coù nhieàu töông ñoàng: caû hai ñeàu tính toaùn caùc pheùp bieán ñoåi Fourier rôøi raïc (DFT) thöôøng ñöôïc thöïc hieän baèng giaûi thuaät FFT. Vì cô cheá song coâng phaân thôøi ñöôïc söû duïng neân modem coù theå thu vaø phaùt treân nhöõng khoaûng thôøi gian khaùc nhau. Keát quaû laø chæ caàn moät phaàn cöùng duøng ñeå tính FFT cho moãi modem. FFT naøy söû duïng treân taát caû caùc taàn soá vaø khoaûng thôøi gian cuûa superframe chæ loaïi tröø caùc khoaûng thôøi gian an toaøn Q. Hôn nöõa, phaàn cöùng töông töï cuõng ñöôïc tieát kieäm vì modem song coâng phaân thôøi thu vaø phaùt tín hieäu treân cuøng moät daûi taàn. Trong moät thôøi ñieåm thì chieàu naøo khoâng söû duïng seõ taét nguoàn ñi vaø nhö vaäy seõ tieát kieäm ñieän naêng tieâu thuï. Traùi laïi, caùc modem söû duïng song coâng phaân taàn phaûi luoân luoân cung caáp nguoàn cho caû hai chieàu thu vaø phaùt. Caàn löu yù raèng söû duïng song coâng phaân thôøi vôùi caùc phöông phaùp ñieàu cheá moät soùng mang nhö CAP hay QAM seõ khoâng giaûm ñöôïc söï phöùc taïp thieát bò nhö ñaõ neâu. Vì caùc maùy phaùt vaø maùy thu tín hieäu moät soùng mang raát khaùc nhau neân caàn phaûi coù phaàn cöùng thu vaø phaùt taùch bieät cho moãi modem moät soùng mang vaø nhö vaäy chaúng tieát kieäm ñöôïc gì khi thöïc hieän song coâng phaân thôøi. Treân thöïc teá, caàn thaáy raèng giaûi phaùp song coâng phaân thôøi döïa treân ñieàu cheá CAP/QAM coù giaù thaønh cao hôn nhieàu so vôùi giaûi phaùp song coâng phaân taàn moät soùng mang vì chuùng phaûi duøng caùc boä loïc DFE daûi roäng hôn vaø phöùc taïp hôn cuõng nhö caàn phaûi coù caùc boä bieán ñoåi tín hieäu ADC, DAC toác ñoä nhanh hôn. Söï tieát kieäm cuûa heä thoáng song coâng phaân thôøi döïa treân ñieàu cheá DMT laø giaù thaønh haï vaø ít toán ñieän. Nhö ñaõ noùi, caùc modem ôû caùc toång ñaøi noäi haït vaø ONU phaûi ñöôïc ñoàng boä ñeå toaøn boä heä thoáng khoâng bò taùc ñoäng bôûi xuyeân keânh ñaàu gaàn. Vì lyù do naøy maø caàn phaûi coù moät clock chung cho caùc superframe. Thaät khoâng may laø caùc nhaø ñieàu haønh khai thaùc xem söï phaân boá cuûa clock chung naøy laø moät coâng vieäc khoù khaên. Caùc nhaø ñieàu haønh khai thaùc raát ngaïi chòu traùch nhieäm khi cung caáp moät nguoàn clock chung, tin caäy cho nhöõng ngöôøi thueâ bao trong maïng cuûa mình. Hoï lo laéng raèng khi nguoàn clock chung naøy bò hö hoûng seõ laøm cho hoï bò caùc khaùch haøng kieän tuïng. Keát quaû laø, caùc nhaø ñieàu haønh FSAN (full- service access network) khuyeán caùo neân söû duïng song coâng phaân taàn cho vieäc thöïc hieän song coâng VDSL. Khi ñaõ xeùt ñeán caùc yeâu caàu cuûa heä thoáng VDSL coù theå thaáy roõ raøng laø song coâng phaân thôøi coù öu ñieåm hôn song coâng phaân taàn khi söû duïng treân cô sôû ñieàu cheá DMT. Tuy nhieân, yeâu caàu phaûi ñoàng boä cuûa song coâng phaân thôøi laïi gaëp khoù khaên cho caùc nhaø cung caáp dòch vuï trong moät moâi tröôøng töï do. Vì vaäy, sô ñoà song coâng cho VDSL hieån nhieân laø song coâng phaân taàn. Trong caùc phaàn tröôùc cho thaáy raèng ñeå ñaùp öùng caùc yeâu caàu cuûa VDSL thì söï keát hôïp giöõa ñieàu cheá DMT vaø phöông phaùp song coâng phaân thôøi seõ cho keát quaû toát nhaát. Phaàn naøy ñöa ra caùc keát quaû ño ñaïc vieäc thöïc hieän thöïc teá caùc heä thoáng nhö vaäy. Kyõ thuaät xDSL Ñaëng Quoác Anh 85 Hình 2.44 Taàm cöïc ñaïi trung bình cuûa caùc heä thoáng VDSL song coâng phaân thôøi ñoái xöùng vôùi theàm nhieãu 6 dB cho caû hai chieàu downstream vaø upstream Kieåm tra taàm cöï ly cöïc ñaïi ñaùnh giaù taàm cöï ly ñöôøng daây daøi nhaát cuûa moät heä thoáng khi hoaït ñoäng ôû nhöõng toác ñoä döõ lieäu cho hai chieàu downstream vaø upstream coá ñònh vaø vôùi cuøng moät theàm nhieãu cho caû hai chieàu. Hình 2.44 veõ taàm cöïc ñaïi trung bình ño ñöôïc cuûa 5 heä thoáng VDSL song coâng phaân thôøi döïa treân DMT hoaït ñoäng ôû caùc toác ñoä döõ lieäu ñoái xöùng khaùc nhau vôùi theàm nhieãu cho caû hai chieàu downstream vaø upstream cuøng laø 6 dB vaø tyû soá sai bit khoâng quaù 10-7. Ñoà thò cho thaáy toác ñoä ñoái xöùng 13 Mbps coù theå hoã trôï ñöôøng daây 0,5 mm (24 AWG) daøi ñeán gaàn 1,4 km vaø hoã trôï ñöôøng daây 0,4 mm (26 AWG) daøi ñeán gaàn 1,1 km. Toác ñoä ñoái xöùng 26 Mbps coù theå taûi treân ñöôøng daây 0,5 mm daøi ñeán 850 m vaø 0,4 mm daøi ñeán 700 m. Hình 2.45 veõ taàm cöï ly cöïc ñaïi trung bình cuûa moät heä thoáng VDSL song coâng phaân thôøi döïa treân DMT khi ñöôïc caáu hình ñeå hoã trôï truyeàn daãn baát ñoái xöùng 8:1 vôùi theàm nhieãu cho caû hai chieàu laø 6 dB vaø tyû soá sai bit khoâng quaù 10-7 ôû caû hai chieàu. Toác ñoä keát hôïp downstream 26 Mbps vaø upstream 3,2 Mbps treân ñoâi daây ñöôøng kính 0,5 mm coù theå daøi ñeán 1,3 km vaø treân ñoâi daây ñöôøng kính 0,4 mm coù theå daøi ñeán 1,05 km. Toác ñoä keát hôïp downstream 52 Mbps vaø upstream 6,4 Mbps treân ñoâi daây ñöôøng kính 0,5 mm coù theå daøi ñeán 700 m vaø treân ñoâi daây ñöôøng kính 0,4 mm coù theå daøi ñeán 600 m. Vieäc ño ñaïc ñöôïc thöïc hieän treân ít nhaát laø 5 ñoâi daây töø 5 vuøng khaùc nhau treân theá giôùi ñeå taïo ra giaù trò trung bình ôû treân. Ñaëng Quoác Anh ADSL – Thöïc tieãn, giaûi phaùp vaø trieån khai 86 Hình 2.45 Taàm cöïc ñaïi trung bình cuûa caùc heä thoáng VDSL song coâng phaân thôøi baát ñoái xöùng 8:1 vôùi theàm nhieãu 6 dB cho caû hai chieàu downstream vaø upstream 2.4.5 Moâ hình chuaån cuûa VDSL Hình 2.46 minh hoaï moâ hình giao tieáp chuaån cho taàng truy nhaäp caùp ñoàng cuûa maïng VDSL. Caùc ñöôøng thaúng ñöùng chæ caùc ñieåm giao tieáp chuaån. Caùc boä taùch dòch vuï taùch tín hieäu VDSL khoûi caùc tín hieäu cuûa caùc dòch vuï coù taàn soá thaáp hôn nhö POTS hay ISDN chaúng haïn. Hình 2.46 Moâ hình chuaån giao tieáp VDSL Hình 2.47 Moâ hình caùc lôùp nghi thöùc VDSL Kyõ thuaät xDSL Ñaëng Quoác Anh 87 Lôùp hoäi tuï truyeàn daãn (TC: Transmission Convergence) ñöôïc chia thaønh phaàn ñaëc tính nghi thöùc chuyeån vaän (TPS-TC: Transport Protocol Specific-TC) vaø phaàn ñoäc laäp öùng duïng (PMS-TC: Physical Medium Specific-TC). Caùc lôùp cuûa VDSL ñöôïc moâ taû ôû hình 2.47. VDSL coù caùc öùng duïng ñeå chuyeån vaän döõ lieäu laø: SDH, ATM vaø trong töông lai seõ hoã trôï theâm caùc öùng duïng khaùc. Hình 2.48 laø phaân tích chi tieát moâ hình giao tieáp cuûa VDSL. Hình 2.48 Phaân tích caùc chöùc naêng cuûa VDSL Tín hieäu phaùt ngoaøi daûi taïo theâm nguoàn nhieãu cho tín hieäu thu treân caùc ñoâi daây khaùc trong cuøng moät chaõo caùp. Noù phaùt ra xuyeân keânh ñaàu gaàn caùc ñoâi daây khaùc trong cuøng moät chaõo caùp vaø laøm giaûm khaû naêng cuûa caùc heä thoáng VDSL khaùc. Ñöôøng bao maät ñoä phoå coâng suaát tín hieäu phaùt ngoaøi daûi döïa treân yeâu caàu xuyeân keânh ñaàu gaàn khoâng vöôït quaù theàm nhieãu cuûa maùy thu treân caùc ñoâi daây khaùc trong cuøng moät chaõo caùp coäng 1 dB (giaû söû theàm nhieãu bao goàm -140 dBm/Hz vaø moät taùc nhaân gaây xuyeân keânh ñaàu xa VDSL). Ñöôøng bao maät ñoä phoå coâng suaát tín hieäu phaùt ngoaøi daûi ñöôïc cho ôû hình 2.49. Hình 2.49 Ñöôøng bao maät ñoä phoå coâng suaát tín hieäu phaùt ngoaøi daûi Ñaëng Quoác Anh ADSL – Thöïc tieãn, giaûi phaùp vaø trieån khai 88 Hai daûi taàn phaùt ñöôïc chæ ra treân hình veõ 2.49 vôùi daûi taàn thu ôû giöõa chuùng. Caùc daûi taàn phaùt coù theå laø moät trong hai tín hieäu upstream hay downstream nhö ñònh nghóa ôû phaàn tröôùc. Caùc daûi taàn phaùt naèm ngoaøi caùc daûi taàn ñöôïc ñònh nghóa laø caùc vuøng maø tín hieäu phaùt taùc ñoäng qua caùc tín daûi taàn thu beân caïnh. Caùc bieán ftr1 vaø ftr2 ñaïi dieän cho caùc taàn soá daûi taàn phaùt ñöôïc xaùc ñònh ôû treân. Bieán .fT bieåu dieãn ñoä roäng cuûa caùc daûi taàn phaùt. Giaù trò cuûa .fT ñoäc laäp vôùi taàn soá vaø baèng 175 kHz. Daûi taàn giöõa ftr1 + .fT vaø ftr2 – .fT laø daûi taàn chaén (stop band). Trong caùc daûi taàn phaùt (nghóa laø töø ftr1 ñeán ftr1 + .fT vaø töø ftr2 – .fT ñeán ftr2) ñöôøng bao maät ñoä phoå coâng suaát phaùt coù theå giaûm tuyeán tính (treân moät thang tuyeán tính) töø -80 dBm/Hz ñeán giaù trò PSDmax hay taêng tuyeán tính (treân moät thang tuyeán tính) töø giaù trò PSDmax ñeán -80 dBm/Hz. Trong daûi chaén, maät ñoä phoå coâng suaát phaùt khoâng vöôït quaù PSDmax. Hôn nöõa, toång coâng suaát phaùt Pmax ño ñöôïc trong moät cöûa soå tröôït 1 MHz phaûi ñöôïc giôùi haïn. Baûng 2.9 xaùc ñònh caùc goùc cuûa ñoà thò ñöôøng thaúng trong ñöôøng bao maät ñoä phoå coâng suaát phaùt ngoaøi daûi so vôùi taàn soá treân moät thang tuyeán tính, tuyeán tính. Baûng 6.5 cuõng cung caáp caùc giôùi haïn naêng löôïng toaøn daûi cho caùc maät ñoä phoå coâng suaát ngoaøi daûi. Baûng 2.9 Ñònh nghóa ñöôøng bao maät ñoä phoå coâng suaát ngoaøi daûi Frequency (MHz) Maximum PSD PSDmax,(dBm/Hz) Maximum power in a 1MHz sliding window Pmax,(dBm) < 0,12 –120 0,12 to 0,225 –110 0,225 to 4,0 –100 4,0 to 5,0 –100 –50 5,0 to 30,0 –100 –52 >30,0 –120 Transition frequency –80 Caùc modem söû duïng song coâng baèng phöông phaùp phaân taàn (FDD: Frequency Division Duplexing) chia laøm 4 daûi taàn soá kyù hieäu laø 1D, 2D, 1U, 2U. Taàn soá ñoåi daûi (kHz) f1 F2 f3 f4 f5 Daûi taàn VDSL 138 3000 5100 7050 12000 Tuyø choïn 138 3750 5200 8500 12000 Vò trí caùc daûi taàn cuûa VDSL ñöôïc cho ôû hình 2.50 vaø hình 2.51. Kyõ thuaät xDSL Ñaëng Quoác Anh 89 Hình 2.50 Vò trí caùc daûi taàn VDSL Hình 2.51 Vò trí caùc daûi taàn VDSL theo phöông phaùp tuyø choïn Moâ hình chöùc naêng cuûa PMD ñöôïc minh hoaï ôû hình 2.52. ÔÛ chieàu phaùt lôùp PMD nhaän caùc khung töø lôùp con PMS-TC. Moät khung goàm chính xaùc caùc octet seõ ñöôïc ñieàu cheá thaønh kyù hieäu DMT. Ñaây phaûi laø soá nguyeân. Moãi soùng mang phuï ñeàu coù moät soá bit ñöôïc gaùn trong quaù trình khôûi ñoäng. Sau quaù trình maõ hoaù, caùc soùng mang phuï ñöôïc ñieàu cheá vaø tính toång baèng pheùp bieán ñoåi Fourier ngöôïc. Tín hieäu soá nhaän ñöôïc ñöôïc môû roäng ñeàu ñaën vaø môû cöûa soå tröôùc khi ñöôïc truyeàn ñeán moâi tröôøng truyeàn daãn ôû giao dieän U. Hình 2.52 Moâ hình chöùc naêng cuûa lôùp phuï PMD 2.4.6 Ñaëc tính thieát bò thu phaùt tín hieäu VDSL Vieäc ñieàu cheá söû duïng soá toái ña caùc soùng mang phuï (sub-carrier) baèng NSC = 256 × 2n, vôùi n laáy moät trong caùc giaù trò 2, 3, 4. Moät tuyø choïn laø vieäc söû duïng daûi taàn döôùi 138 kHz cho truyeàn daãn upstream thì n cuõng coù theå laáy caùc giaù trò 0 hay 1. Caùc taäp taùch rôøi NSC soùng mang phuï ñöôïc xaùc ñònh ñeå duøng cho caùc höôùng truyeàn daãn downstream vaø upstream. Caùc taäp con ñöôïc xaùc ñònh theo keá hoaïch phaân taàn ñaõ noùi ôû treân. Caùc soùng mang phuï söû duïng ñeå ñieàu cheá döõ lieäu trong moãi höôùng truyeàn daãn ñöôïc xaùc ñònh trong khi khôûi ñoäng döïa treân caùc caøi ñaët ôû heä thoáng quaûn lyù vaø tyû soá SNR cuûa caùc phaân keânh. Ñaëng Quoác Anh ADSL – Thöïc tieãn, giaûi phaùp vaø trieån khai 90 Trong nhieàu tröôøng hôïp soá soùng mang phuï duøng trong moät höôùng seõ nhoû hôn soá lôùn nhaát cho pheùp. Khoaûng caùch taàn soá Df giöõa caùc soùng mang phuï laø 4,3125 kHz vôùi dung sai 50 ppm. Caùc soùng mang phuï ñöôïc laáy trung taâm laø caùc taàn soá f = k × Df. Vôùi k laø chæ soá taàn soá laáy caùc giaù trò 0,1,2,.., Nsc –1. Trong töông lai seõ nghieân cöùu ñeán caùc giaù trò khoaûng caùch taàn soá khaùc ñeå ñaùp öùng yeâu caàu cuûa caùc heä thoáng VDSL môùi. Truyeàn daãn coù theå laáy treân NSC – 1 soùng mang phuï. Keânh phuï laáy trung taâm ôû taàn soá 0 (DC) khoâng söû duïng. Soá caùc soùng mang phuï coù theå giaûm tuyø thuoäc vaøo yeâu caàu caùc notch truyeàn daãn trong caùc daûi taàn voâ tuyeán nghieäp dö, söï hieän dieän cuûa caùc boä taùch dòch vuï POTS hay ISDN, ñöôøng bao maät ñoä phoå coâng suaát, caùc boä loïc vaø caùc dòch vuï caàn cung caáp. Boä maõ hoaù phaùt ra NSC giaù trò phöùc Zi (i = 0,…,NSC – 1), bao goàm caû 0 ôû DC vì soùng mang phuï ôû taàn soá baèng 0 (DC) khoâng ñöôïc söû duïng. Ñeå taïo ra caùc giaù trò thöïc trong mieàn thôøi gian töø pheùp bieán ñoåi phöùc thaønh thöïc baèng pheùp bieán ñoåi Fourier rôøi raïc ngöôïc IDFT, caàn phaûi theâm moät soá giaù trò Zi ñeå taïo ra vector môùi Zi’. Vector Zi’ laø ñoái xöùng Hermit. Zi’ = Zi, vôùi i = 0,…,NSC –1 vaø Zi’= conj ( iN2 SCZ - ), vôùi i = 0,…,2NSC –1 Taàn soá Nyquist khoâng ñöôïc ñieàu cheá, vì vaäy, Zi’ = 0 vôùi i = NSC. Caùc vector Zi’ ñöôïc bieán ñoåi sang mieàn thôøi gian baèng pheùp bieán ñoåi Fourier rôøi raïc ngöôïc IDFT. Quaù trình bieán ñoåi ñieàu cheá xaùc ñònh quan heä giöõa 2NSC giaù trò thöïc theo thôøi gian vaø 2NSC giaù trò phöùc Zi’ nhö sau: å - = p = 1N2 0i N2 ki2 j ' ik SC SCeZx , vôùi k = 0, 1, …, 2NSC -1. LCP maãu cuoái cuøng cuûa caùc ngoõ ra IDFT xk ñöôïc ñaët tröôùc 2NSC maãu mieàn thôøi gian xk laøm tieàn toá. LCS maãu ñaàu tieân cuûa xk ñöôïc theâm vaøo sau khoái maãu mieàn thôøi gian taïo haäu toá. b maãu ñaàu tieân cuûa tieàn toá vaø b maãu cuoái cuøng cuûa haäu toá ñöôïc söû duïng ñeå bao quanh tín hieäu phaùt ñi. Giaù trò cöïc ñaïi cuûa b laø 16 × 2n, vôùi caùc giaù trò n ñöôïc ñònh nghóa ôû treân. Caùc phaàn ñöôïc cöûa soå hoaù seõ choáng laán nhau b maãu lieân tieáp. Hình 2.53 Theâm cyclic extension, thöïc hieän cöûa soå hoaù vaø caùc kyù hieäu DMT Kyõ thuaät xDSL Ñaëng Quoác Anh 91 Hình 2.53 minh hoaï lieân heä giöõa caùc phaàn tieàn toá, haäu toá vaø b: LCE = LCP + LCS - b Caùc giaù trò LCP, LCS vaø b phaûi ñöôïc choïn sao cho thoaû maõn phöông trình: LCP + LCS - b = m × 2n + 1 vôùi m laø moät soá nguyeân. Baét buoäc raèng LCP, LCS vaø b phaûi ñöôïc choïn sao cho LCP + LCS - b laáy giaù trò nhoû nhaát laø 40 × 2n + 1. Trong moïi tröôøng hôïp, b < LCP vaø b < LCS. Trong cheá ñoä hoaït ñoä ñoàng boä (tuyø choïn) thì VTU-O vaø VTU-R hoaït ñoäng trong cuøng moät chaõo caùp coù clock khung chung cho taát caû caùc maùy thu phaùt baét ñaàu truyeàn caùc khung DMT cuøng luùc. Baûng 2.10 lieät keâ caùc giaù trò veà soá caùc maãu trong cyclic extension laø moät haøm cuûa soá caùc soùng mang phuï. Vôùi caùc giaù trò naøy, moãi khung VDSL (nghóa laø goàm kyù hieäu DMT coäng vôùi cyclic extension) coù ñoä daøi laø 250 ms baát keå toác ñoä laáy maãu nhö theá naøo ñi nöõa. Baûng 2.10 Choïn löïa cyclic extension laø moät haøm cuûa soá soùng mang phuï ñeå ñaït ñöôïc toác ñoä kyù hieäu 4 kHz Number of sub-carriers Nsc Cyclic extension length 256 40 512 80 1024 160 2048 320 4096 640 Toác ñoä kyù hieäu truyeàn baèng: b-++´ D´´ = CSCPSC SC s LLN2 fN2 f 2.4.7 FSAN FSAN laø maïng thueâ bao dòch vuï ñaày ñuû (Full Service Access Network). Caùc maïng ña dòch vuï phaùt trieån töø maïng ñieän thoaïi nhö ISDN chæ hoã trôï chuû yeáu laø ñieän thoaïi vaø döõ lieäu. Caùc maïng ña dòch vuï phaùt trieån töø video nhö caùc maïng cable TV hoã trôï chuû yeáu laø video vaø döõ lieäu. FSAN laø maïng hoã trôï caû thoaïi, döõ lieäu vaø video. Baûng 2.11 Caùc thaønh vieân hieän thôøi cuûa FSAN Thaønh vieân Quoác gia Bell Canada Canada Brishtish Telecommunications England Deutsche Telekom Germany France Telecom France GTE USA NTT Japan Telecom Italia/CSELT Italy Ñaëng Quoác Anh ADSL – Thöïc tieãn, giaûi phaùp vaø trieån khai 92 Telstra Australia Swiss PTT Switzerland Spain Telefonica Spain SBC USA Korea Telecom Korea Bell South USA Dutch PTT Netherlands Telecom Eirann Telefonica Ireland US West USA Baûng 2.13 lieät keâ caùc yeâu caàu veà toác ñoä cho caû hai chieàu downstream vaø upstream cuûa VDSL so vôùi ADSL Baûng 2.12 Phaân loaïi caùc öùng duïng cuûa VDSL Dòch vuï ñaày ñuû treân moät maïng Dòch vuï ña phöông tieän thôøi gian thöïc Dòch vuï truy xuaát Internet toác ñoä cao Video on demand Broadcast digital TV Distance learning Telemedicine Interactive video Video conferencing HDTV Electronic commerce Electronic publishing Intranet and telecommuting Video games Karaoke on demand FSAN ñöôïc thaønh laäp töø thaùng 6 naêm 1995 laø moät toå chöùc taäp hôïp caùc nhaø saûn xuaâát vaø ñieàu haønh vieãn thoâng haøng ñaàu theá giôùi ñeå thieát laäp söï thoáng nhaát trong caùc yeâu caàu cuûa heä thoáng maïng noäi haït phuïc vuï cho caùc dòch vuï thoâng tin toác ñoä cao ñaày ñuû. Maëc duø FSAN khoâng phaûi laø moät cô quan tieâu chuaån hoaù, toå chöùc naøy vaãn lieân heä chaët cheõ vôùi caùc toå chöùc tieâu chuaån hoaù quoác teá khaùc nhö ANSI, ETSI, ITU, DAVIC (Digital Audio Video Council), ADSL Forum, VDSL Coalition vaø caùc toå chöùc tieâu chuaån hoaù ATM vaø xDSL khaùc. FSAN coá gaéng thieát laäp caùc tieâu chuaån coâng ngheä ñeå ñaùp öùng yeâu caàu heä thoáng cuûa caùc maïng daûi roäng ña dòch vuï. Caùc thaønh vieân cuûa FSAN ñöôïc giôùi haïn trong nhöõng nhaø saûn xuaát vaø ñieàu haønh lôùn nhaát treân theá giôùi. Baûng 6.8 lieät keâ 16 thaønh vieân hieän nay cuûa FSAN. Baûng 2.13 Yeâu caàu toác ñoä cuûa caùc öùng duïng cuûa ADSL vaø VDSL Application Downstream (kbps) Upstream (kbps) ADSL VDSL Internet access 400 – 1500 128 – 640 yes Yes Web hosting 400 – 1500 400 – 1500 today only Yes Video conferencing 384 – 1500 384 – 1500 today only Yes Video on demand 6000 – 18000 64 – 128 today only Yes Interactive video 1500 - 6000 128 – 1500 today only Yes Telemedicine 6000 384 – 1500 today only Yes Kyõ thuaät xDSL Ñaëng Quoác Anh 93 Distance learning 384 – 1500 384 – 1500 today only Yes Multiple digital TV 6000 – 24000 64 – 640 today only Yes Telecommuting 1500 – 3000 1500 – 3000 no Yes Mutiple VoD 18000 64 – 640 no Yes High-definition TV 16000 64 no Yes 2.5 Caùc cô quan tieâu chuaån hoaù DSL International Telecommunication Union (ITU) Web site: Place des Nations CH-1211 Geneva 20, Switzerland Internet: www.itu.int Tel: +41 22 730 5857 hay +41 22 730 5859, Fax: +41 22 730 5853 American National Standards Institute (ANSI) Web site: 11 West 42nd Street, New York, N Y 10036 Internet: www.ansi.org Tel: (212) 642-4900, Fax: (212) 398-0023 ADSL Forum The ADSL Forum 39355 California Street, Suite 307, Fremont, CA 94538 Internet: www.adsl.com Tel: (510) 608-5905, Fax: (510) 608-5917 Universal ADSL Working Group Web site: Standards Committee T1-Telecommunications Web site: European Telecommunications Standards Institute (ETSI) Web site: 650 route des Lucioles 06921 Sophia Antipolis Cedex, France Internet: www.etsi.org Tel: +33 (0) 4 92 94 43 95/43 64, Fax: +33 (0) 4 93 65 47 16 Internet Engineering Task Force (IETF) Web site: Bellcore Direct Sales Telcordia Technologies, Inc. [Formerly Bellcore] 8 Corporate Place, PYA 3A-184, Piscataway, NJ 08854-4156 Internet: www.telcordia.com Tel: (800) 521-2673 (U.S. and Canada), Tel: (732) 699-5800 (International), Fax: (732) 336-2559 IEEE IEEE Customer Service 445 Hoes Lane Ñaëng Quoác Anh ADSL – Thöïc tieãn, giaûi phaùp vaø trieån khai 94 PO Box 1331, Piscataway, NJ 08855-1331 Internet: www.ieee.com Tel: (800) 678-4333, Tel: (908) 562-1393, Fax: (908) 981-9667 ADSL MIB working group Web site: Caùc website veà DSL