Tài liệu Các giải pháp hạn chế ảnh hưởng xuyên nhiễu trong mạng cáp nội hạt sử dụng ADSL

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phùng Thế Khiêm CÁC GIẢI PHÁP HẠN CHẾ ẢNH HƯỞNG XUYÊN NHIỄU TRONG MẠNG CÁP NỘI HẠT SỬ DỤNG ADSL Ngành: Công Nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc Mã số: 2.07.00 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Hữu Hậu Hà Nội – 2007 vi MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ADSL 3 1.1. Định nghĩa và mô hình tham chiếu 3 1.2. Đặc điểm kỹ thuật và công nghệ ADSL 5 1.3. Cấu trúc mạng sử dụng công nghệ ADSL. 31 1.4. Các dịch vụ triên khai trên nền công nghệ ADSL. 34 CHƢƠNG II. XUYÊN NHIẾU TRONG MẠNG CÁP NỘI HẠT 36 2.1. Mạch vòng nội hạt, một số khái niệm cơ bản 36 2.2. Mô hình đƣờng dây nội hạt 40 2.3. Nhiễu và xuyên âm đƣờng dây nội hạt 42 CHƢƠNG III. XUYÊN ÂM TRONG MẠNG CÁP NỘI HẠT SỬ DỤNG ADSL 50 3.1. Xuyên âm đầu gần - NEXT 51 3.2. Xuyên âm đầu xa – FEXT 53 3.3. Đo lƣờng và mô hình thống thống kê xuyên âm 56 3.4. Xuyên âm từ các nguồn hỗn hợp 59 CHƢƠNG IV. ĐÁNH GIÁ ĐỘ KHẢ DỤNG CÁP NỘI HẠT SỬ DỤNG ADSL 61 4.1. Tiêu chuẩn cáp thông tin kim loại 61 4.2. Tiêu chuẩn cáp trên đôi dây thuê bao số ADSL (ITU-T L.19) 65 4.3. Yêu cầu về đƣờng dây nội hạt đƣợc khuyến nghi để cung cấp ADSL 68 4.4. Sử dụng cáp nhiều đôi để cung cấp các dịch vụ ADSL. 72 vii KẾT LUẬN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 i CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt ADSL Asymmetric digital subscriber Đường dây thuê bao số không đối line. xứng . AOC ADSL overhead channel. control Kênh điều khiển mào đầu ADSL AS0 AS3 to Downstream simplex bearer Tên các kênh tải đơn công chiều channel designators. xuống. ASx Any one of the simplex bearer Ký hiệu cho các kênh tải đơn công channels AS0 to AS3. chiều xuống từ AS0-AS3 ATM Asynchronous transfer mode. Chế độ truyền tải không đồng bộ ATU ADSL Transceiver Unit. Khối thu phát ADSL ATU-C ATU at the central office end ATU ở phía tổng đài (tức là các (i.e. network operator). nhà khai thác) ATU-R ATU at the remote terminal ATU ở phía đầu cuối thuê bao end (i.e. CP). (tức là khách hàng) AWG American Wire Gauge Tiêu chuẩn cáp của Mỹ BT Bridge Tap Cầu rẽ CAP Carrierless Amplitude/phase Điều chế biên độ/ pha không sóng Modulation mang CO Central office Tổng đài DMT. Discrete multitone. Đa tần rời rạc DSL Digital subscriber line. Đường thuê bao số EC Echo cancelling. Triệt tiếng vọng. EOC Embedded operations channel Kênh nghiệp vụ nhúng (giữa (between the ATU-C and ATU-C và ATU-R) ATU-R) FDM Frequency-division Ghép kênh theo tần số. ii Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt multiplexing Xuyên âm đầu xa FEXT Far-end crosstalk HDSL High bit rate digital subscriber Đường thuê bao số tốc độ cao line . HPF High Pass Filter ISDN Integrated Network LPF Low Pass Filter LS0-2 Duplex bearer designators. LSx Any one of the duplex bearer Một kênh tải song công bất kỳ channels LS0-2. LS0-2 NEXT Near-end crosstalk. Xuyên âm đầu gần NGN Next Gennaral Network Mạng thế hệ tiếp theo NT Network termination. Đầu cuối mạng POTS Plain old telephone service Dịch vụ điện thoại truyền thống. PSD Power spectral density. Mật độ phổ công suất PSL Power sum loss Suy hao tổng công suất PSTN Public switched network. telephone Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng QAM Quadrature modulation. amplitude Điều chế biên độ cầu phương RT Remote termination Tx Phía phát. U-C Giao diện mạch vòng phía cung cấp dịch vụ U-R Giao diện mạch vòng phiá khách hàng. V-C Giao diện giữa ATU-C và phần tử mạng số Bộ lọc thông cao Digital Mạng dịch vụ số tích hợp. Services Bộ lọc thông thấp channel Chỉ định kênh tải song công Kết cuối đầu xa iii DANH SÁCH HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU Hình 1.1. Mô hình tham chiếu của diễn đàn ADSL Hình 1.2. Mô hình chuẩn của hệ thống ADSL. Hình 1.3. Phân bố trải phổ của tín hiệu ADSL không dùng EC Hình 1.4. Phân bố trải phổ của tín hiệu ADSL sử dụng EC Hình 1.5. Phân bố các sóng mang phụ của tín hiệu ADSL sử dụng công nghệ DMT Hình 1.6. Biểu đồ pha QAM Hình 1.7. Quá trình xử lý QAM ở đầu phát Hình 1.8. Thu phát tín hiệu theo phương pháp điều chế CAP Hình 1.9. ADSL sử dụng và không sử dụng kỹ thuật xoá tiếng vọng Hình 1.10. Truyền dẫn hai hướng bị giới hạn ở các tần số thấp Hình 1.11. ADSL ghép phân chia theo tần số Hình 1.12. Truyền dẫn xoá tiếng vọng ADSL Hình 1.13. Cấu trúc siêu khung ADSL Hình 1.14. Cấu trúc bit mào đầu ở byte dữ liệu nhanh Hình 1.15. So sánh cấu hình CPE của G.DMT và G.Lite Hình 1.16. Kiến trúc mạng ADSL chuẩn Hình 1.17. Cấu trúc mạng ADSL (thực tế) Hình 1.18. Cấu trúc phân chia dịch vụ ADSL Hình 2.1. Ảnh hưởng của cầu rẽ trên đường truyền xung Hình 2.2. Đáp ứng tần số của mạch vòng có tải Hình 2.3. Minh hoạ dòng kim loại và dòng theo chiều dọc Hình 2.4. Mô hình vật lý đường dây nội hạt Hình 2.5. Cấu trúc mạng cáp đồng nội hạt Hình 2.6. Cấu trúc mạng truy nhập gồm cả cáp quang và cáp đồng iv Hình 2.7. Nhiễu xuyên âm NEXT – FEXT Hình 2.8. So sánh các mặt nạ của các DSL khác nhau Hình 3.1. Liên kết giữa các đôi dây gây ra FEXT và NEXT Hình 3.2. Suy giảm NEXT từ bộ phát đầu xa 1 đến bộ thu đầu xa 2 Hình 3.3. NEXT và FEXT từ bộ lặp T1 Hình 3.4. FEXT (a) mức tương đương; (b) tốc độ hướng lên không tương đương từ RT gần; (c) tốc độ hướng xuống không tương đương từ ONU của cabinet Hình 3.5. Đồ thị truyền dẫn , FEXT và NEXT đối với mạch vòng 24 AWG dài 12kft Hình 4.1. Mô hình đường dây Hình 4.2. Cấu hình đường dây nội hạt trong môi trường da dịch vụ Bảng 1.1. Các giới hạn trên của tốc độ tải tin Bảng 1.2. Các kênh tải hỗ trợ cho luồng 2Mbit/s Bảng 1.3. Mối quan hệ giữa cấu trúc kênh song hướng theo các lớp truyền dẫn kênh đơn hướng Bảng 1.4. Cấu trúc của các kênh đơn hướng và song hướng Bảng 1.5. Chức năng của các bit chỉ thị Bảng 1.6. Vùng đệm mặc định cho các lớp truyền tải (T1) Bảng 1.7. Vùng đệm mặc định cho các lớp truyền tải (E1) Bảng 2.1. Điện trở mạch vòng Bảng 2.2. Các băng tần radio amateur Bảng 3.1. Suy hao NEXT tại 0.772MHz Bảng 3.2. Suy hao FEXT tại 3.15MHz Bảng 3.3. Các hệ số xuyên âm cho phương trình 3.18 v Bảng 4.1. Điện trở dòng 1 chiều của lõi dẫn Bảng 4.2. Mức độ mất cân bằng điện trở của lõi dẫn Bảng 4.3. Điện dung công tác Bảng 4.4. Điện dung không cân bằng Bảng 4.5. Suy hao truyền dẫn Bảng 4.6. Suy hao xuyên âm đầu xa Bảng 4.7. Suy hao xuyên âm đầu gần Bảng 4.8. Các tốc độ ADSL Bảng 4.9. Các thông số điển hình của cáp Bảng 4.10. Suy hao xen lớn nhất có thể chấp nhận Bảng 4.11. Điện trở một chiều và suy hao xen của đôi dây Bảng 4.12. Khoảng cách cung cấp dịch vụ ADSL Bảng 4.13. Các giá trị PSL nhỏ nhất của cáp xoán đôi 1 MỞ ĐẦU Với sự bùng nổ về thông tin, nhu cầu truyền tải dữ liệu đặc biệt là qua mạng Internet ngày càng tăng trong khi hệ thống truyền dẫn cũ còn tương đối lạc hậu. Mạng PSTN vốn dĩ được thiết kế để sử dụng cho mạng thoại truyền thống. Việc sử dụng các modem tương tự để truy nhập thông tin qua mạng PSTN tối đa chỉ có thể đạt được tốc độ đường xuống là 56 kb/s và tốc độ đường lên tối đa là 33 kb/s. Tốc độ này không đáp ứng được nhu cầu thông tin ngày càng đa dạng của con người. Để giải quyết vấn đề này, người ta phải đưa ra các giải pháp cho về truy nhập băng rộng. Một mạng truyền dẫn và truy nhập toàn quang là một giải pháp lý tưởng đứng về khía cạnh kỹ thuật của dịch vụ. tuy nhiên để triển khai một mạng truyền dẫn quang thì hết sức tốn kém về mặt kinh tế để đầu tư thêm trang thiết bị. Mặt khác hầu hết mạng truyền dẫn hiện tại vẫn sử dụng mạng cáp đồng. Như vậy để nâng cao tốc độ truyền dẫn lại vừa tận dụng được cơ sở hạ tầng mạng cáp đồng thì phải có một phương pháp truy nhập băng rộng trên cáp đồng đó chính là ADSL ADSL là công nghệ đường dây thuê bao số không đối xứng cho phép truyền dữ liệu trên đôi dây cáp điện thoại mà không ảnh hưởng đến tín hiệu thoại. Với công nghệ này, tốc độ đường xuống cao hơn tốc độ đường lên và có thể đạt tới 8 Mb/s, tốc độ đường lên có thể lên tới 640 kb/s. Hiện nay ADSL đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới và tại Việt Nam từ 2005 dịch vụ ADSL đã được triển khai trên hầu khắp các tỉnh và thành phố. Công nghệ ADSL có nhiều ưu điểm vượt trội so với các công nghệ truy nhập tiên tiến khác đó là truyền dẫn tốc độ cao, khá đơn giản và đặc biệt là tiết kiệm giá thành triển khai do tận dụng mạng cáp đồng hiện có. Tuy vậy cũng chính vì việc tận dụng mạng cáp đồng hiện có nên công nghệ này còn có một số hạn chế. Việc sử dụng cáp đồng điện thoại cho truyền dẫn ADSL nên không tránh khỏi ảnh hưởng của xuyên âm, xuyên nhiễu giữa các đôi dây trong cùng cuộn cáp. 2 Chính vì vây, vấn đề xuyên nhiễu và ảnh hưởng của nó trên mạng nội hạt sử dụng ADSL. Bên cạnh đó việc xem xét đưa ra tiêu chuẩn đánh giá số phần trăm số đôi cáp có thể sử dụng và chất lượng như thế nào để đảm bảo triển khai ADSL có hiệu quả là đối tượng nghiên cứu chính của luận văn này. Luận văn “Các giải pháp hạn chế ảnh hƣởng xuyên nhiễu trong mạng nội hạt sử dụng ADSL” bao gồm 4 chƣơng Chương 1 Giới thiệu một cách tổng quan về công nghệ ADSL Chương 2 Trình bày về mạng cáp nội hạt cũng như vấn đề xuyên nhiễu trong mạng cáp Chương 3 Phân tích rõ hơn về xuyên âm trong mạng cáp nội hạt sử dụng ADSL Chương 4 Đánh giá độ khả dụng của mạng cáp sử dụng ADSL. 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ADSL 1.1. Định nghĩa và mô hình tham chiếu 1.1.1. Định nghĩa ADSL là kỹ thuật không đối xứng. ADSL cho phép phần băng thông của chiều xuống (từ phía nhà cung cấp dịch vụ tới phía khách hàng) lớn hơn phần băng thông chiều lên (từ phía khách hàng tới phía nhà cung cấp dịch vụ). Sự bất đối xứng này là đặc tính làm cho ADSL tỏ ra phù hợp với các dịch vụ truy cập internet, video theo yêu cầu, và truy cập LAN từ xa.v..v một loạt các dịch vụ hiện đang rất phát triển ở nhiều quốc gia trên toàn thế giới. Những người sử dụng ADSL cũng là những khách hàng có nhu cầu nhận thông tin về nhiều hơn là phần thông tin mà họ gửi đi. Một trong những ưu điểm nổi bật của ADSL là nó có khả năng cho phép khách hàng có thể sử dụng đồng thời một đường dây điện thoại truyền thống cho hai dịch vụ: thoại và ADSL. Sở dĩ như vậy vì ADSL tận dụng năng lực của đường dây thoại bằng cách truyền ở miền tần số cao hơn thoại bình thường (từ 4400 Hz đến 1 MHz) nên không ảnh hưởng đến tín hiệu thoại. Trong miền tần số đó, dữ liệu uplink được truyền ở tần số từ 30 kHz đến 138 kHz, còn dữ liệu downlink được truyền ở tần số từ 156 kHz đến 1 MHz. 1.1.2. Mô hình tham chiếu Cặp modem ADSL kết nối máy tính người sử dụng với mạng thông tin thông qua các kết nối ADSL. Theo yêu cầu của nội dung này, cả T1E1.4 trong ANSI T1.413 và TR-001 trong ADSL Forum đều định nghĩa mô hình tham chiếu cho kết nối ADSL. Bởi vì mô hình của ADSL Forum là mở rộng tham chiếu của ANSI T1.413, chúng ta sẽ sử dụng mô hình ANSI T1.413 cho những thảo luận về lớp con PMD của lớp vật lý. Từ trái sang phải theo Hình 1-1 ta có. V-C Giao diện điểm truy nhập và mạng dữ liệu U-C2 Giao diện ADSL tới ATU-C không có băng thoại POTS (0 đến 4 kHz) U-C Giao diện ADSL tới ATU-C bao gồm băng thoại U-R Giao diện ADSL tới ATU-R bao gồm băng thoại 4 U-R2 Giao diện ADSL tới ATU-R không có băng thoại T-R Giao diện ADSL giữa ATU-R và mạng trong nhà thuê bao* T-S Giao diện giữa mạng trong nhà thuê bao và máy chủ của khách hàng * Mạng phân bố trong nhà thuê bao có thể là một mạng cục bộ chẳng hạn như mạng LAN hoặc có thể không phải là như thế trong trường hợp một kết nối trực tiếp giữa một modem và một PC hoặc một card modem cắm trong ADSL và bus máy tính. V-C Mạng băng rộng P H Y TR NT ATU-C T/S P H Y ATU-R SM Mạng gia đình SM U-C 2 U-R 2 HPF HPF U-C Mạng băng rộng U-R PSTN POTS LP F mạch vòng Bộ chia C LPF Điện thoại hoặc modem âm tần Bộ chia R Giao diện Đường tín hiệu Hình 1.1. Mô hình tham chiếu của diễn đàn ADSL Theo yêu cầu của chương này các giao diện U-C và U-R, T-R và T-S được kết hợp lại. Chúng sẽ được gọi là các giao diện S và T. Mô hình chuẩn của hệ thống ADSL của ITU-T mô tả các khối chức năng được sử dụng để cng cấp dịch vụ ADSL (Hình 1-2). 5 M¹ng lâi XNI XNI SNI §Çu cuèi m¹ng 1 M¹ng truy cËp §Çu cuèi m¹ng 2 ChuyÓn ®æi kh¸ch hµng §Çu cuèi kh¸ch hµng R-T V- C ATU-R Líp vËt lý Líp vËt lý M¹ng b¨ng réng Giao diÖn nót dÞch vô T/S ATU-C M¹ng kh¸ch hµng Giao diÖn nót dÞch vô U- C2 h-p M¹ng b¨ng hÑp U- C U- R U- R2 h-p l-p PSTN hoÆc ISDN Bé chia C §iÖn tho¹i, modem b¨ng tÇn tho¹i, ®Çu cuèi ISDN l-p Bé chia R SNI: Giao diÖn phÝa tæng ®µi XNI: Giao diÖn truy cËp m¹ng Hình 1.2. Mô hình chuẩn của hệ thống ADSL. Chú ý 1: Các giao diện U-C và U-R được định nghĩa đầy đủ trong tiêu chuẩn của ITU. Giao diện V-C và T-R chỉ được định nghĩa theo các chức năng logic, không phải vật lý. Chú ý 2: Giao diện V-C có thể bao gồm một (hay nhiều) giao diện V-C nối với một (hay nhiều) hệ thống chuyển mạch (STM hoặc ATM). Chú ý 3: Khi các phần tử được ghép thành một khối chung thì việc tạo ra các giao diện V-C và T-R là không bắt buộc. Chú ý 4: Có thể ghép một hay nhiều bộ lọc thông cao của bộ chia với khối ATU-x, khi đó các giao diện U-C 2 và U-R 2 trở thành các giao diện U-C và U-R. Chú ý 5: Có thể xen các thiết bị truyền dẫn số vào giao diện V-C. Chú ý 6: Do tính chất không đối xứng của các tín hiệu trên đường dây nên các tín hiệu phát phải được xác định riêng biệt tại giao diện U-C và U-R. Chú ý 7: Có thể có nhiều loại giao diện T-R được định nghĩa và có thể có nhiều giao diện T/S được cung cấp từ ADSL NT. 1.2. Đặc điểm kỹ thuật và công nghệ ADSL 6 1.2.1. Đặc điểm chung Công nghệ đường dây thuê bao số không đối xứng ADSL thuộc họ công nghệ đường dây thuê bao số xDSL, cho phép truyền tải đồng thời trên một đôi dây cả dịch vụ truyền số liệu theo hướng xuống (đến thuê bao) với tốc độ 6 Mbit/s đến 8 Mbit/s, theo hướng lên (đến tổng đài) với tốc độ 640 kbit/s đến 1 Mbit/s và dịch vụ thoại tương tự truyền thống. Điều này được thực hiện được bằng cách sử dụng các bộ chia với chức năng là chia băng tần giữa tần số thoại và tần số cao của ADSL. ADSL sử dụng cáp 0,5 mm cung cấp bán kính mạch vòng lên tới 5,4 km. Điểm quan trọng nhất của ADSL là có thể cung cấp đồng thời dịch vụ thoại và số liệu trên cùng một đôi dây thoại thông thường. Đó là khả năng gia tăng dịch vụ rất phù hợp trong môi trường cạnh tranh. Hơn nữa, công nghệ ADSL không chỉ cho phép truy nhập băng rộng từ các thuê bao hay văn phòng nhỏ đến nhà cung cấp dịch vụ mà còn là một trong số những công nghệ truy nhập được sử dụng để biến đường dây truy nhập thành một tuyến truyền dẫn số tốc độ cao và tránh quá tải cho mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN sử dụng chuyển mạch kênh. Do tốc độ bit đến thuê bao lớn hơn nhiều so với tốc độ bit từ thuê bao nên công nghệ này được gọi là bất đối xứng. Thoại tương tự được truyền tại các tần số băng gốc và được kết hợp với truyền số liệu trong dải băng thông rộng thông qua bộ lọc thông thấp (LPF), được gọi là bộ chia. Ngoài các bộ chia này, hệ thống ADSL còn bao gồm một khối truyền dẫn ADSL tại phía tổng đài (ATU-C), mạch vòng nội hạt, và một khối truyền dẫn ADSL phía thuê bao (ATU-R). Hai mã đường truyền được sử dụng phổ biến trong các thiết bị ADSL là mã đa tần rời rạc DMT và điều chế biên độ và pha không sóng mang CAP. CAP và DMT có ưu điểm trong các lĩnh vực khác nhau. DMT tốt hơn trong việc thích nghi tốc độ (thay đổi tốc độ với điều kiện đường dây), các điều kiện mạch vòng thay đổi (có các nhánh cầu, có nhiều loại dây dẫn có đường kính khác nhau), xử lý nhiễu (như xuyên âm số) và có nhiều sóng mang (cho thoại và các mục đích khác). CAP cho phép xoá tiếng vọng đơn giản hơn, trễ nhỏ (chỉ bằng 25% trễ xử lý của DMT). Thiết bị ADSL (ATU-C và ATU-R) được thiết kế sử dụng cả hai loại mã đường truyền CAP/QAM 7 và DMT. Tuy nhiên tiêu chuẩn chính thức do ANSI đưa ra cho ADSL lại là DMT, mặc dù DMT ra đời sau QAM và CAP. 1.2.2. Trải phổ Hình 1.3 là mô hình phân bố trải phổ của tín hiệu ADSL không dùng phương pháp triệt tiếng vọng, khi đó băng tần lên và băng tần hướng xuống phải tách biệt nhau và tách biệt với băng tần thoại. Hình 1.4 mô tả phân bố trải phổ của tín hiệu ADSL có sử dụng phương pháp triệt tiếng vọng. Trong trường hợp này băng tần dành cho hướng xuống có thể chùm lên băng tần dành cho hướng lên (như chỉ ra trong hình vẽ). Hình 1.5 mô tả phân bố các sóng mang con của tín hiệu ADSL sử dụng mã đa âm tần rời rạc. Khi đó băng tần sử dụng được chia thành các băng tần con có độ rộng vào khoảng 4 kHz. Gồm 256 băng tần con, mỗi kênh con có thể mang được từ 0 đến 15 bit/sec/Hz, trong đó thoại sử dụng nhiều nhất là 1 kênh và 5 kênh bảo vệ, 32 kênh con dành cho hướng lên, 218 kênh dành cho hướng xuống nếu không sử dụng phương pháp triệt tiếng vọng còn nếu sử dụng triệt tiếng vọng thì hướng xuống sử dụng 250 kênh. Hình 1.3. Phân bố trải phổ của tín hiệu ADSL không dùng EC 8 Hình 1.4. Phân bố trải phổ của tín hiệu ADSL sử dụng EC Hình 1.5. Phân bố các sóng mang phụ của tín hiệu ADSL sử dụng công nghệ DMT 1.2.3. Các kỹ thuật mã hoá đường truyền Trong sản phẩm ADSL, các mã đường truyền CAP, QAM, DMT là được sử dụng phổ biến nhất, ngoài ra còn có một số loại mã khác đang trong quá trình thử nghiệm. 9 Phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM- Quadrature Amplitude Modullation QAM - điều chế biên độ cầu phương là một dạng điều chế pha sử dụng điều chế đa mức. Tín hiệu cầu phương sử dụng mã hoá đa mức trên một định nghĩa chung như tất cả các tín hiệu điều chế đa mức: R=D/N Trong đó: (1.1) R là báo hiệu hoặc tốc độ điều chế D là tốc độ dữ liệu tính bằng bit/s N là số bit trong mỗi thành phần báo hiệu. Sử dụng biểu đồ pha cho điều chế cầu phương trong đó thuật toán sử dụng là sự kết hợp giữa hàm sin và cos. Lúc đó tín hiệu cầu phương được đưa ra theo công thức sau: cos(2f ct+)=cos.cos2fct-sin.sin2fct (1.2) Q I Hình 1.6. Biểu đồ pha QAM Tín hiệu cos(2f ct) là tín hiệu đồng pha hoặc gọi là tín hiệu I Tín hiệu sin(2f ct) là tín hiệu lệch pha 900 hoặc gọi là tín hiệu Q.  là độ lệch pha. Hệ thống QAM không đòi hỏi tín hiệu I và Q đồng thời, chúng độc lập với nhau. Trong khi các kênh bị giới hạn băng tần, truyền dẫn đa mức có thể thực hiện khi áp dụng theo công thức sau: 10 R=log2L(1/T) (3) Trong đó: R là tốc độ dữ liệu (bit/s) L là số mức mã hoá (bit mỗi ký hiệu) T là chiều dài của thời gian báo hiệu. Bằng cách sử dụng tín hiệu I và Q như miêu tả như ở trên, bộ thu có thể nhận và phân biệt 8 giá trị mỗi tải. Như vậy sẽ có 64 trạng thái (8x8) được thiết lập tương đương với giá trị tốc độ symbol bằng 1/16 tốc độ bit. Mỗi điểm biểu diễn trạng thái có thể được biểu diễn qua giá trị I và Q (hình 1.6). Khoảng cách giữa các điểm lân cận trong hệ thống điều chế pha được tính như sau: D=2 sin (P/N) (4) Trong đó N là số pha Khi giá trị N tăng lên nghĩa là tốc độ bít tăng lên nhưng vị trí các điểm sát lại với nhau làm cho việc phân biệt trở nên khó khăn ở đầu thu. Ðồng pha Dữ liệu từ khách hàng Mã hoá Kết hợp Ðầu ra Lệch 900 Lệch pha Hình 1.7 .Quá trình xử lý QAM ở đầu phát Hình 1.7 đưa ra quá trình xử lý QAM ở đầu phát. Dòng dữ liệu từ người sử dụng đi vào bộ mã hoá. Bộ mã hoá chia dữ liệu thành 2 nửa, hai nửa này được điều chế thành 2 phần trực giao với nhau rồi được tổ hợp thành tín hiệu cầu phương và truyền trên kênh truyền dẫn. Ðiều đó có nghĩa là các tín hiệu cầu phương là tổ hợp của hai tín hiệu xuất phát từ cùng một nguồn nhưng được làm lệch pha nhau 90 độ. Phương pháp điều chế CAP- Carrierless Amplitude/phase Modulation Phương pháp điều chế pha và biên độ không sử dụng sóng mang này dựa trên phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM. Vì thế phương pháp này hoạt 11 động gần giống với phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM. Bộ thu của phương pháp điều chế QAM yêu cầu tín hiệu tới phải có phổ và hệ thức pha giống như phổ và pha của tín hiệu truyền dẫn. Do các tín hiệu truyền trên đường dây điện thoại thông thường thường không đảm bảo được yêu cầu này nên bộ điều chế của kỹ thuật xDSL phải lắp thêm cả bộ điều chỉnh thích hợp để bù phần méo tín hiệu truyền dẫn Ðiều chế CAP không sử dụng kết hợp trục tải trực giao bằng kết hợp sin và cos. Việc điều chế được thực hiện bằng cách sử dụng bộ lọc thông dải 2 nửa dòng dữ liệu số. Các bít cùng một lúc mã hoá vào một symbol và qua bộ lọc, kết quả đồng pha và lệch pha sẽ biểu diễn bằng đơn vị symbol. Tín hiệu được tổng hợp lại đi qua bộ chuyển đổi A/D, qua bộ lọc thông thấp (LPF- Low pass filter) và tới đường truyền. Ở đầu thu tín hiệu nhận được qua bộ chuyển đổi A/D, bộ lọc và đến phần xử lý sau đó là mới giải mã. Bộ lọc phía đầu thu và bộ phận sử lý là một phần của việc cân bằng, điều chỉnh. Bộ cân bằng sẽ bù lại các tín hiệu đến bị méo. CAP được thiết kế hoạt động trong băng tần 6,48 đến 25,92 MHz. Băng tần này có nghĩa là tín hiệu không hoạt động ở tần số thấp hơn, tránh đợc ảnh hưởng của nhiễu. Ðồng thời mục đích thiết kế như vậy để giới hạn công suất phổ của tần số dưới 30 MHz, do sự tăng suy hao ở tần số cao trong đường truyền. Bộ lọc đồng pha Mã hoá D/A LPF Ðường truyền Bộ lọc lệch pha 900 Bộ lọc thích ứng I Giải mã Bộ sử lý A/D Bộ lọc thích ứng II Hình 1.8. Thu phát tín hiệu theo phương pháp điều chế CAP 12 Phương pháp điều chế đa âm rời rạc DMT- Discrete Multi-Tone Modulation Ðiều chế DMT là kỹ thuật điều chế đa sóng mang. DMT chia phổ tần số thành các chu kỳ ký hiệu. Mỗi chu kỳ ký hiệu có thể mang một số lượng bít nhất định. Phổ từ 26 kHz đến 1,1 MHz được chia thành các kênh 4 kHz và DMT mã hoá và điều chế tạo thành các kênh phụ 4 kHz.Các bít trong mỗi kênh phụ được điều chế bằng kỹ thuật QAM và đặt trong các sóng mang. Ðối với bất kỳ loại mã đường truyền nào sử dụng một đôi dây cho việc truyền song công đều phải chia băng tần hoạt động thành băng tần từ tổng đài tới thuê bao và băng tần từ thuê bao tới tổng đài (đơn giản là kỹ thuật ghép kênh theo tần số FDM) hoặc phải sử dụng kỹ thuật xoá tiếng vọng. Tuy nhiên, trong kỹ thuật ADSL cả FDM và kỹ thuật xoá tiếng vọng có thể sử dụng kết hợp đồng thời điều này là do sự không đối xứng của băng tần ADSL, các dải tần có thể gối chồng lên nhau nhưng không trùng khít vào nhau. Ðây là đặc thù riêng của ADSL so với các kỹ thuật DSL khác. Băng tần đường lên 0-4 kHz 25 kHz Băng tần đường lên Băng tần đường xuống 200 kHz ~1,1 MHz 0-4 kHz 25 kHz Băng tần đường xuống 200 kHz ~1,1 MHz Hình 1.9. ADSL sử dụng và không sử dụng kỹ thuật xoá tiếng vọng Kỹ thuật xoá tiếng vọng có một yếu điểm là bị ảnh hưởng lớn bởi tác động của xuyên âm đầu gần (NEXT); khi đó đầu thu có thể nhận tín hiệu được truyền sang từ hệ thống bên cạnh. Các hệ thống bên cạnh ở đây có thể là các đôi dây khác hoặc thậm chí là ngay bộ phát của hệ thống. Nếu bộ thu bỏ qua toàn bộ dải tần số mà đầu gần đang phát thì FDM sẽ tránh được xuyên âm đầu gần. Tất nhiên điều này đồng nghĩa với việc cắt bỏ một lượng băng tần hiệu dụng của hướng kia. Như vậy, sử dụng kỹ thuật xoá tiếng vọng sẽ làm cho hiệu suất băng tần cao hơn nhưng chi phí