Giới thiệu chung về các công nghệ truy nhập VDSL,HDSL,SHDSL

Giới thiệu chung về các công nghệ truy nhập VDSL,HDSL,SHDSL 1.Công nghệ VDSL 1.1 khái niệm Là một công nghệ trong họ xDSL VDSL (Very high data rate DSL) cung cấp các đường thuê bao số với tốc độ rất cao. Cũng như các dịch vụ khác trong họ xDSL như ADSL, HDSL, SDSL… kĩ thuật VDSL được sử dụng để cung cấp các dịch vụ băng rộng như các kênh tivi, truy nhập dữ liệu với tốc độ rất cao hội nghị qua video, video động, truyền tổ hợp dữ liệu và tín hiệu video trên cùng một đường dây… cho các thuê bao dân cư và kinh doanh trong lúc chưa lắp đặt được mạng cáp quang đến tận nhà thuê bao. Dịch Vụ ONU VDSL HUB TE VDSL Cáp quang mạng vòng Cáp đồng STM Chuyển mạch gói ATM STM ATM chuyển mạch gói Toàn bộ ATM Hình 1.1 vị trí của VDSL trong mạng 1.2 Đặc điểm,đặc tính VDSL(Very high bit-rate Digital Subcriber Line) là một bước nhảy lớn trong công nghệ cung cấp các dịch vụ giải trí gia đình. VDSL cung cấp dải băng tần lớn với tốc độ 52 Mbps, lớn hơn rất nhiều nếu so sánh với tốc độ 8-10 Mbps của ADSL. Như vậy việc chuyển từ Broadband thông thường thành VDSL thực sự quan trọng như việc chuyển từ modem 56K thành Broadband, khi đó VDSL sẽ trở nên rất phổ biến. Tốc độ,khoảng cách các loại VDSL Tốc độ thu (Mb/s) Tốc độ phát (Mb/s) Khoảng cách (m) 52 6,4 1000-300 26 3,2 2500-800 26 26 1000-300 13 13 1800-600 13 26 3750-1200 Hình 1.2 Tốc độ và khoảng cách của VDSL VDSL (Very High Bit Rate Digital Subscriber Line) là một công nghệ mới đầy quyến rũ cho phép các dịch vụ Video, Internet và Điện thoại hoạt động đồng thời trên các cặp dây điện thoại sẵn có trong văn phòng hay nhà của bạn.VDSL là công nghệ cao tốc không đối xứng DSL, nó cho phép các dịch vụ truyền dữ liệu và POTS (các dịch vụ điện thoại truyền thống) cùng hoạt động trên chỉ một đôi dây. VDSL được sử dụng cho những người dùng hiện có khoảng cách gần đối với tổng đài trung tâm.Trong khoảng cách dưới 1500m tốc độ tải xuống/download có thể đạt tới 13 Mbps và với khoảng cách dưới 300m tốc độ này có thể lên tới 52Mbps. VDSL hiện chưa được chuẩn hoá và hiện tại một vài nhà sản xuất đã có kế hoạch giới thiệu các chip chạy với tốc độ 52Mbps ở mô hình đối xứng. Công nghệ VDSL (Very Hight Data Rate DSL) là công nghệ cho đường dây thuê bao số tốc độ dữ liệu rất cao được sử dụng cho kiến trúc truy nhập dùng cáp quang tới các cụm dân cư. Ứng dụng công nghệ VDSL trong truy cập dịch vụ băng rộng như dịch vụ Internet tốc độ cao và các chương trình video theo yêu cầu. VDSL truyền tốc độ dữ liệu cao qua các đường dây đồng xoắn đôi ở khoảng cách ngắn. Tốc độ luồng xuống tối đa đạt tới 52Mb/s trong chiều dài 300m. Với tốc độ luồng xuống thấp 1,5Mb/s thì chiều dài vươn cáp có thể đến 3,6 Km. Tốc độ luồng lên trong chế độ không đối xứng là 1,6 đến 2,3Mb/s. Trong VDSL, cả hai kênh số liệu đều hoạt động ở tần số cao hơn tần số sử dụng cho thoại và đa dịch vụ tích hợp. Khi cần tăng tốc độ luồng xuống hoặc ở chế độ đối xứng thì hệ thống VDSL sử dụng kỹ thuật xoá tiếng vọng.  VDSL hoạt động trên dây đồng của đường dây điện thoại giống như ADSL nhưng có cũng có một số vấn đề khác nhau. VDSL có thể đạt được với tốc độ cực cao 52 Mbps cho Downstream và 16 Mbps cho Upstream nhanh hơn ADSL (8 Mbps Downstream và 800 Kbps Upstream). Nó chỉ có thể hoạt động trên đôi dây đồng trong khoảng cách ngắn khoảng 1.200m.  1.3 Ứng dụng của VDSL Chìa khoá chính của VDSL là các công ty điện thoại thay thế nhiều đường dẫn chính bằng cáp quang. Trong thực tế rất nhiều công ty điện thoại đặt ra phương án “Fiber to the Curb” (FTTC) nghĩa rằng họ sẽ thay thế tất cả các đường dây đồng đang tồn tại. Thay thế cho việc cài đặt cáp quang dọc theo tuyến đường, FTTN (Fiber to the Neighborhood) có các sợi cáp đến hộp chuyển tiếp (Junction Box) chính cho các máy lân cận.  Việc thay thế các thiết bị phát VDSL trong nhà và VDSL Gateway trong hộp chuyển tiếp làm cho việc giới hạn về mặt khoảng cách không còn. Gateway chú ý tới việc chuyển đổi Analog - Digital - Analog mà ADSL không phép truyền qua cáp quang. Nó convert tín hiệu nhận từ các Transceiver thành các xung ánh sáng phát trên hệ thống cáp quang tới trung tâm chuyển mạch. Ở đây dữ liệu được định tuyến tới mạng thích hợp để đưa tới đích cuối cùng. Khi dữ liệu được gửi trở lại máy tính của người dùng, VDSL Gateway convert tín hiệu từ cáp quang và gửi nó tới thiết bị Transceiver. Bằng cách đặt một máy thu phát ở nhà bạn và một cổng nối (gateway) VDSL ở hộp nối thì giới hạn khoảng cách truyền tải chỉ còn là vấn đề lý thuyết. Cổng nối sẽ đảm bảo cho quá trình chuyển đổi analog – digital – analog, vốn sẽ làm mất đi dữ liệu khiến cho bạn không thể sử dụng dịch vụ ADSL bằng cáp quang. Thiết bị này sẽ biến đổi dữ liệu thành xung ánh sáng để có thể truyền đi bằng cáp quang đến nhà cung cấp dịch vụ. Tại đây, dữ liệu sẽ được gửi đến cho mạng thích hợp để đi đến đích. Khi cổng nối VDSL nhận được tín hiệu gửi cho máy của bạn, nó sẽ chuyển đổi tín hiệu nhận được rồi gửi đến máy thu phát của bạn. Tất cả các quá trình đó diễn ra trong vòng một phần triệu của giây.-> tốc độ truyền tải dữ liệu của VDSL là rất cao. Hình 1.3 Mô hình sử dụng VDSL cho doanh nghiệp Ưu điểm Dễ triển khai do sử dụng cơ sở mạng điện thoại sẵn có Chi phí hợp lý Tốc độ cao nhất đạt 52Mbps Sử dụng đồng thời fax, voice tích hợp Splitter Chức năng LAN - to - LAN Ethernet over VDSL là công nghệ cho phép lấp đầy khoảng trống trong việc cân nhắc sử dụng cáp quang và cáp đồng. Phù hợp với doanh nghiệp vừa và lớn Nhược điểm  Khoảng cách ngắn hỗ trợ khoảng cách tối đa là 1,2Km VDSL2 Là công nghệ mới nhất trong họ xDSL nó có thể cung cấp tốc độ lên tới 250Mbps, nó được thiết kế để cung cấp kết nối cho các dịnh vụ voice, video, data, HDTV và game tương tác. VDSL2 được miêu tả trong chuẩn G993.2, nó là sự mở rộng của chuẩn G993.1 dành cho VDSL, nó cung cấp các tốc độ bít bất đối xứng, đối xứng (song công) lên tới 250Mbps với băng tần sử dụng lên tới 30MHz. VDSL2 sẽ giảm tốc độ rất nhanh từ 250Mbps tại nguồn đến 100Mbps tại khoảng cách 500m, 50Mbps tại khoảng cách cỡ 1km, sau đó với cự ly từ 1,6km thì tốc độ của nó như là ADSL2+. VDSL2 cũng cho phép hỗ trợ tốc độ luồng xuống từ 1 đến 4Mbps trong khoảng cách từ 4 đến 5km, do vậy nó không giống như VDSL nó có thể được sử dụng cho cả những cự li trung bình. 2.Công nghệ HDSL 2.1 HDSL thế hệ 1 Khái niệm: Ban đầu về HDSL (đường dây thuê bao số tốc độ cao) xuất hiện vào năm 1986 ở phòng thí nghiệm AT&T Bell và Bellcore. Các thiết kế thiết bị thu phát HDSL thực chất là thiết kế ISDN cơ bản ở mức cao hơn. Hệ thống HDSL mẫu xuất hiện năm 1989. Thiết bị HDSL đầu tiên được Bell Canada đưa vào hoạt động vào năm 1992 do công ty Tellabs Operation Inc sản xuất. Năm 1997 trên thế giới đã có khoảng 450000 đường dây HDSL đang hoạt động trong đó có khoảng 250000 đường dây HDSL ở Bắc Mỹ. Mỗi năm có hơn 150000 đường dây HDSL được lắp đặt. Tháng 10 năm 1998, ITU thông qua khuyến nghị G.991.1 cho HDSL thế hệ thứ nhất, tiêu chuẩn này dựa trên tiêu chuẩn ETSI TM-03036. ITU bắt đầu nghiên cứu xây dựng khuyến nghị HDSL thế hệ thứ 2 (HDSL2) gọi là G.991.2. HDSL được ưa dùng hơn T1 truyền thống là bởi vì HDSL cung cấp các đặc tính chuẩn đoán (bao gồm đo SNR) và HDSL gây xuyên âm ít hơn các hệ thống truyền dẫn khác do tín hiệu truyền được hạn chế trong băng tần hẹp hơn T1 truyền thống. Khả năng và ứng dụng HDSL HDSL truyền tải hai hướng 1,544Mbit/s hoặc 2,048 Mbit/s trên đường dây điện thoại dài đến 3,7 km (12 kft) với dây 0,5 mm (24 AWG) đôi dây xoắn không có bộ lặp trung gian và có thể tăng chiều dài lên gấp đôi với 1 bộ lặp trung gian. Hơn 95% đường dây HDSL không có bộ lặp. HDSL là phương thức truyền dẫn tin cậy cho tất cả các vùng phục vụ với tỉ lệ lỗi bít là 10-9 đến 10-10. Hệ thống HDSL DS1 (1,544 Mb/s) sử dụng hai đôi dây, mỗi đôi dây truyền 768 kbit/s tải hiệu dụng (784 kbit/s tịnh) trên mỗi hướng. Do đó thuật ngữ song công được sử dụng để mô tả hệ thống truyền dẫn HDSL. Hệ thống HDSL E1 (2048 kbit/s) có thể lựa chọn sử dụng hai hoặc 3 đôi dây, mỗi đôi dây sử dụng hoàn toàn song công. HDSL 2,048 Mbit/s 3 đôi dây sử dụng bộ thu phát rất giống bộ thu phát hệ thống 1,544 Mbit/s. Mạch vòng HDSL 2,048 Mbit/s có thể có mạch rẽ nhưng không có cuộn cân bằng. Mặc dù ban đầu HDSL được mô tả là công nghệ cần lặp, nhưng các bộ lặp HDSL vẫn thường được sử dụng trên đường dây HDSL không bộ lặp có chiều dài từ 2,75 km đến 3,7 km (9 đến 12 kft). Đối với dây 24 AWG, có thể đạt được 7,3 km khi sử dụng một bộ lặp và 11 km (36 kft) khi dùng 2 bộ lặp. Độ dài thực sự có thể thấp hơn ở những nơi không thể đặt được bộ lặp chính xác ở vị trí trung gian. Ban đầu hệ thống HDSL hai bộ lặp được cấp nguồn bằng cách, bộ lặp thứ nhất được cấp qua đường dây từ CO, bộ lặp thứ hai được cấp nguồn từ phía thuê bao. Việc cấp nguồn từ phía thuê bao có hạn chế về quản lý và bảo dưỡng. Do nguồn tiêu thụ từ các bộ thu phát ngày nay là nhỏ nên người ta có thể cấp nguồn cho cả hai bộ lặp từ nguồn của CO. Truyền dẫn HDSL Có một vài giải pháp được lựa chọn cho hệ thống HDSL nguyên thuỷ: song công đơn, đơn công kép và song công kép. Song công đơn chỉ cần sử dụng một đôi dây và một cặp thiết bị thu phát ở mỗi đầu của đường dây. Hai hướng truyền dẫn có thể được tách biệt bằng ghép kênh theo tần số (FDM) hoặc bằng truyền dẫn hỗn hợp triệt tiếng vọng. Tuy nhiên, truyền toàn bộ tải trên hầu hết các mạch vòng đều dựa trên công nghệ đầu những năm 90. Hơn nữa dải thông lớn cần phải quan tâm đến tương thích phổ với các hệ thống truyền dẫn khác. Hệ thống HDSL 1,544 Mbit/s đôi dây đơn (đôi khi gọi gọi là SDSL) phát triển vào đầu những năm 90 có độ dài mạch vòng ít hơn 6 kft trên đôi dây 26 AWG; do có khoảng ngắn này đã hạn chế rất lớn khả năng sử dụng của nó. Chỉ với kỹ thuật tiên tiến xuất hiện vào cuối năm 90 thì truyền dẫn 1,544 Mbit/s đơn song công mới trở thành hiện thực. HDSL2, mô tả ở phần 2.4.4, áp dụng truyền dẫn song công đơn. Truyền dẫn đơn công kép sử dụng hai đôi dây, với một đôi dây truyền toàn bộ tải theo một hướng và đôi dây thứ hai truyền toàn bộ tải theo hướng ngược lại. Phương pháp này rất đơn giản để tách tín hiệu ở hai hướng khác nhau của truyền dẫn. Khai thác T1 truyền thống sử dụng truyền dẫn đơn công kép. Truyền dẫn đơn công kép có nhược điểm truyền tín hiệu có băng tần lớn do đó có suy hao lớn và xuyên âm ở tần số cao. Do có xuyên âm các tín hiệu truyền trên hai đôi dây không hoàn toàn tách biệt. Do đó các thiết bị thu phát đơn công kép có thể đơn giản hơn nhưng hoạt động kém hơn song công kép. Truyền dẫn song công kép cải tiến độ dài mạch vòng và độ tương thích phổ bằng cách gửi một nửa thông tin trên mỗi đôi dây. HDSL giảm băng tần của tín hiệu truyền bằng cách sử dụng truyền dẫn ECH để truyền hai hướng cùng một băng tần. Năng lượng tín hiệu truyền của HDSL song công kép giảm dần đối với tần số lớn hơn 196 kHz. Kết quả là tín hiệu xuyên âm và suy hao giảm. Một ưu điểm khác của truyền dẫn song công kép là sử dụng một đôi dây có thể dễ dàng cung cấp hệ thống truyền dẫn nửa tốc độ. 2.2 HDSL thế hệ thứ 2 (HDSL 2) Tiêu chuẩn cho công nghệ HDSL thế hệ thứ hai xuất hiện vào năm 1995 có tốc độ bit và độ dài mạch vòng giống như HDSL thế hệ thứ nhất chỉ khác là sử dụng một đôi dây thay vì hai đôi dây. Giảm số lượng đôi dây là rất quan trọng bởi vì rất nhiều LECs thiếu các đôi dây dư ở một số vùng. HDSL2 có kỹ thuật mã hoá cao và điều chế phức tạp hơn. Lựa chọn kỹ càng tần số phát và thu cho HDSL2 để chống lại xuyên âm. Các phiên bản mới của HDSL mượn nhiều ý tưởng từ ADSL. Phiên bản tương thích tốc độ dường như đã xuất hiện. Người ta đang xem xét đặt băng tần số cho HDSL lên trên băng tần thoại tương tự hoặc trên ISDN cơ bản. Thuật ngữ SDSL (DSL đối xứng hay DSL đôi dây đơn) cũng được sử dụng để mô tả các phiên bản sau của HDSL. 2.3 Công nghệ HDSL 4 Sử dụng 4 đôi dây để truyền tốc độ như ở trong HDSL2 do vậy nó có thể giảm băng tần sử dụng, kéo dài cự ly truyền dẫn, giảm số lượng trạm lặp, do vậy nó có thể đạt được cự li là 11kf thay vì 9 kf như HDSL2, đồng thời nó cũng làm giảm tác động nhiễn đến các hệ thống khác. 3.Công nghệ SHDSL SHDSL là công nghệ kết hợp của HDSL 2 và SDSL với tốc độ thay đổi từ 192kbps đến 2,134 Mbps, khoảng cách tương ứng với tốc độ tối đa là 2km. Trong thực tế, nó có thể cấu hình ở dạng 2 đôi dây cung cấp tốc độ từ 384kbps đến 4,264Mbps. G.SHDSL là một chuẩn quốc tế mới của SDSL (DSL đối xứng) được phát triển bởi Tổ chức Viễn thông quốc tế (ITU). G.SHDSL là viết tắt của formal single-pair, high-bit-rate digital subscriber line/đường dây thuê bao số, một dây đôi đối xứng tốc độ cao. G.SHDSL là phiên bản mới nhất của họ công nghệ xDSL, có khả năng cho phép tăng tốc độ của dữ liệu lên tới 2,3 Mbps. Trong một số điều kiện, tốc độ này có thể đạt tới 4,6Mbps. Với chuẩn này, như đúng tên gọi của nó, việc truyền - nhận dữ liệu có tính chất đối xứng, điều đó có nghĩa là các thông tin được download và upload với cùng một tốc độ. Đây là sự khác biệt của G.SHDSL so với ADSL có tốc độ download nhanh hơn upload. Một đặc điểm mới của công nghệ này so với các phiên bản của công nghệ xDSL trước đây là G.SHDSL có thể cung cấp dịch vụ cho khách hàng ở khoảng cách xa hơn 5 km. Các chuẩn xDSL trước đây thông thường chỉ cho phép cung cấp dịch vụ ở cự ly dưới 5km. Có 4 yếu tố làm cho SHDSL được quan tâm Sự tiêu chuẩn hoá: Nhu cầu của nền công nghiệp đòi hỏi tốc độ truyền dẫn số cao hơn cho ứng dụng thương mại. HDSL không bao giờ được chấp nhận như một tiêu chuẩn quốc tế. DSL đối xứng được đưa ra kinh doanh vào cuối những năm 1990 nhưng chưa bao giờ trở thành tiêu chuẩn và gây trở ngại cho dịch vụ ADSL vì nó không tương thích với phổ của ADSL (rất nhiễu). G.SHDSL được đưa ra để triển khai Internet và các ứng dụng cơ sở hạ tầng T1/E1 bởi vì nó là tiêu chuẩn được quốc tế hoá. Tốc độ dữ liệu được cải thiện: Chuẩn G.SHDSL cho phép tốc độ truyền dẫn lên tới 2,3Mbit/s (2 dây) và 4,6Mbit/s (4 dây) trong khi HDSL ban đầu chỉ cho phép tốc độ 1,544Mbit/s với 4 dây. G.SHDSL cung cấp tốc độ nhanh xấp xỉ 3 lần, và khi so sánh với các dịch vụ HDSL2 và HDSL4 (1,544Mbit/s qua hai dây hoặc 4 dây), và sử dụng băng tần hiệu quả hơn. Cự ly truyền dẫn được cải thiện: cự ly truyền dẫn của GSHDSL xa hơn HDSL từ 20% đến 30% tại cùng tốc độ truyền dẫn. Ngoài ra khi kỹ thuật đa liên kết được sử dụng, G.SHDSL cho phép truyền xa gấp hai lần HDSL Băng phổ tương thích: GSHDSL có phổ tần tương thích với ADSL, do đó giảm can nhiễu và xuyên âm giữa các sợi cáp. Do đó các dịch vụ G.SHDSL có thể dùng chung với ADSL trên cùng một đôi cáp mà không có bất kỳ can nhiễu nào. 4. Tình hình phát triển của công nghệ xDSL ở Việt Nam Hình 1.4 Xu hướng phát triển xDSL ở Việt Nam xDSL đã được ứng dụng đơn lẻ trong các lĩnh vực ở Việt nam ngay từ những ngày đầu ra đời, nhưng mãi đến năm 2002 VNPT bắt đầu thử nghiệm để triển khai trên diện rộng với hai hệ thống sử dụng IP-DSLAM và ATM-DSLAM MỤC LỤC: 1.1: CÔNG NGHỆ VDSL CÔNG NGHỆ VDSL 1/ Khái niệm Trang 1 Hình 1.1 vị trí của VDSL trong mạng 2/ Đặc điểm, đặc tính Trang 2 Hình 1.2 Tốc độ và khoảng cách của VDSL 3/Ứng dụng Trang 3 4/ Ưu điểm, nhược điểm Trang 4 Hình 1.3 Mô hình sử dụng VDSL trong doanh nghiệp CÔNG NGHỆ VDSL 2 1/ Giới thiệu chung Trang 5 2/ Đặc điểm, đặc tính Trang 5 2:CÔNG NGHỆ HDSL 2.1 Công nghệ HDSL thế hệ 1 2.1.1 Khái niệm Trang 5 2.1.2 Khả năng và ứng dụng Trang 6 2.1.3 Truyền dẫn HDSL Trang 6 2.2 Công nghệ HDSL 2 2.2.1 Giới thiêụ chung Trang 7 2.3 Công nghệ HDSL 4 2.3.1 Giới thiệu chung Trang 7 3. CÔNG NGHỆ SHDSL 3.1 Giới thiệu chung Trang 7 4. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN Hình 1.4 Xu hướng phát triển xDSL ở Việt Nam Trang 9 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1/ Mạng và các công nghệ truy nhập: Dương Thanh Tú năm 2010 2/ Trang Web: tai lieu.vn 3/ Mạng truy nhập: Nguyễn Việt Hùng- Dương Thanh Tú / 2008 4/ Mạng ngoại vi: Lý Quốc Anh- Nguyễn Minh Trang năm 2000 5/ “ADSL,VDSL and multicarrier modulation” John Bingham