1.Giới thiệu

  +ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), công nghệ kỹ thuật số truyền thông băng rộng không đối xứng cho phép truyền nhiều thông tin hơn thông qua đường cáp đồng thuê bao điện thoại truyền thống. Sự bất đối xứng thể hiện ở việc tốc độ truyền trên kênh downlink đạt từ 1.5Mbps tới 8Mbps trong khi tốc độ uplink thay đổi từ 16Kbps tới 640Kbps.

   +ADSL2+ (Asymmetric Digital Subcriber Line 2+) là thành viên mới nhất trong họ ADSL. ADSL2+ chính thức gia nhập vào gia đình xDSL vào tháng 5 năm 2003 , là một nhánh của công nghệ xDSL

   + ADSL 2+ được biết đến với tên chuẩn ITU G.992.5 là chuẩn công nghệ mới phát triển từ chuẩn ADSL và ADSL2. Vì thế nó mang những ưu việt của ADSL như tốc độ truy nhập cao ( cao hơn cả ADSL ), cho phép khách hàng sử dụng đồng thời cả 2 dịch vụ: thoại và truyền số liệu ….

   +ADSL 2+ tăng gấp đôi tần số tối đa của quá trình truyền dữ liệu chiều tải xuống, từ 1,1MHz lên 2,2MHz. Tốc độ truyền tải xuống có khả năng đạt tới tối đa 24Mbps qua đường truyền thoại.

   + ADSL 2+ cung cấp một lựa chọn cho việc mở rộng thông lượng đường truyền lên (upstream) gấp đôi từ máy tính.

   +ADSL 2+ vẫn sử dụng đôi cáp đồng truyền thoại sẵn có, các nhà cung cấp dịch vụ hoàn toàn không phải đầu tư thêm cơ sở hạ tầng đường truyền mới mà vẫn có khả năng cung cấp dịch vụ với băng thông lớn hơn nhiều so với chuẩn ADSL   ( tốc độ đường xuống tối đa 8Mbps, tốc độ đường lên 640kbps). Do ADSL 2+ hoàn toàn tương thích với ADSL, với chipset ADSL2+ cho phép các nhà cung cấp dịch vụ phát triển các dịch vụ tiên tiến như video, hội nghị ... trên cùng một hạ tầng truyền dẫn phía khách hàng.

   + Điều này giúp các nhà cung cấp dịch vụ đảm bảo không bị lãng phí vốn đầu tư.

2. Khái niệm ADSL2+, mô hình nhà cung cấp dịch vụ ADSL2+

   +ADSL2+ nằm trong họ xDSL và được phát triển, bổ sung tính năng  từ công nghệ DSL bất đối xứng  - ADSL. Vì thế mà nó có kiến trúc hệ thống, về cơ bản, giống như kiến trúc hệ thống chung của xDSL. Xin giới thiệu lại vài nét cơ bản:

   + Mạch vòng thuê bao:

    - Hệ thống bao gồm các thiết bị của nhà cung cấp dịch vụ và các thiết bị ở phía khách hàng, những thiết bị này được nối với nhau thông qua mạch vòng đường thuê bao.

    - Là đôi dây đồng xoắn đôi nối cụm thuê bao và tổng đài trung tâm. Với ADSL fullrate, tại điểm đầu cuối mạch vòng nội hạt đặt các bộ chia nhằm tách tín hiệu thoại POST và tín hiệu số liệu tốc độ cao.

    - Bộ chia gồm lọc thông cao HPL – tách tín hiệu số liệu và lọc thông thấp LPF – tách tín hiệu thoại .

    -Splitter: thiết bị chia tách tín hiệu điện thoại và dữ liệu. ADSL2+ dùng chung đường dây với đường truyền thoại. Trên đường dây này tín hiệu thoại được truyền với tần số nhỏ hơn 4Kbps và ADSL2+ truyền dữ liệu trên dải tần số trên. Để thiết bị có thể làm việc mà không bị nhiễu giữa hai loại tín hiệu này cần phải có bộ chia tách tín hiệu mà về cơ bản là bộ lọc tần số, lọc tần số của tín hiệu thoại và lọc tần số của tín hiệu dữ liệu.

    -Modem ADSL2+: thiết bị điều chế và giải điều chế tín hiệu điện trước khi đi vào trong mạng hoặc đi vào đường truyền trên đường dây điện thoại.

    -ATU-C: là thiết bị đặt tại Central Office ( phía tổng đài của nhà cung cấp dịch vụ ) kết hợp chức năng ghép kênh tạo thành bộ DSLAM.

    -ATU-R: là thiết bị đặt tại phía đầu xa như tại vị trí của khách hàng, Mỗi ATU-R kết nối với ATU-C tương ứng. ATU-R đóng vai trò là “tớ” và nhận lệnh từ ATU-C để điều chỉnh mức tín hiệu và tốc độ của luồng dữ liệu…

    -DSLAM (Digital Subscriber Line Acess  Multiplexer) là một công nghệ ghép kênh được sử dụng cho việc ghép nhiều  người dùng  vào một liên kết tốc độ cao hơn. Công nghệ này cho phép giảm số lượng kết nối vật lý giữa modem tại CO ( central office )  với  mạng backbone. Việc ghép kênh có thể sử dụng ghép kênh TDM hoặc các công nghệ mới như frame- relay, IP, ATM .

           Thuận lợi của việc sử dụng các kĩ thuật frame- relay, IP, ATM là cho phép  giới hạn tốc độ đường lên thấp hơn tốc độ đường xuống đến các users, thích hợp với việc truy nhập internet hiện nay của khách hàng .

ADSL 2+ có các đặc tính kỹ thuật nổi trội như sau:

    -BRAS: thiết bị terminate phiên PPP từ các modem ADSL

    - RADIUS server: thiết bị nhận thực người dùng. Thiết bị này được sử dụng để đảm bảo người dùng có tài khoản hợp lệ mới sử dụng được dịch vụ. Ngoài ra nó còn phục vụ cho việc tính cước sau này.

    - Billing server: máy chủ tính cước sử dụng (theo dung lượng kết nối). Hiện nay, các nhà cung cấp dịch vụ của Việt Nam có hai hình thức gói cước là tính cước trọn gói và tính cước theo dung lượng sử dụng.

3. Các đặc tính kỹ thuật của ADSL 2+

     +Mở rộng băng tần:

   - Khác với hai chuẩn của ADSL trước đó, chỉ đạt tới dải tần số là 1,1 MHz và 552 KHz. ADSL 2+ đạt tới dải tần số cho đường xuống tới 2,2 MHz.

         -Nhờ việc tăng băng thông luồng xuống lên gấp đôi nên công nghệ ADSL2+ có thể đạt tốc độ truyền dữ liệu xuống tối đa 24 Mbps)

     +Giảm xuyên nhiễu trên đường truyền:ADSL2+ có thế được sử dụng để giảm nhiễu xuyên âm, bằng cách sử dụng các tần số dưới 1MHz từ phía tổng đài, và tần số giữa 1,1 MHz và 2,2 MHz từ phía đầu cuối xa (Remote Terminal) đến phía đầu cuối của khách hàng. Việc này sẽ xoá hẳn tình trạng nhiễu xuyên âm giữa các dịch vụ và tốc độ trên đường truyền từ phía tổng đài

     +Ghép để đạt tốc độ cao hơn:

         -Kỹ thuật ghép nhiều đường dây điện thoại nhằm mục đích đạt tốc độ số liệu cao hơn và cải thiện khoảng cách là kỹ thuật mới của họ công nghệ ADSL2. Cũng giống như ADSL2, việc ghép ở ADSL2+ cũng thực hiện ghép nhiều đường ADSL2+. Tuy nhiên, ở ADSL2+, việc ghép đạt được tốc độ số liệu cao hơn rất nhiều so với ADSL2.

         -Việc ghép nhiều đôi dây điện thoại trong ADSL2+ có một số đặc điểm như sau:

         -Việc ghép hỗ trợ khả năng tự động giải phóng và khôi phục các đôi dây mà không vần sự can thiệp của con người. Mặt khác, việc ghép có thể được thực hiện tự động bằng phần mềm.

         - Hỗ trợ các tốc độ số liệu khác nhau (với tỷ lệ 4/1) giữa các đôi dây. Điều này rất có ý nghĩa trong trường hợp các đường dây đồng có dung lượng thấp hơn các đường dây khác thì không cần thiết phải giảm tốc độ số liệu trên các đường dây có dung lượng cao hơn.

         -Có thể ghép tới 32 đôi dây.

       -Các cổng (port) trên card đường dây ADSL2+ được ghép một cách ngẫu nhiên. Nghĩa là việc ghép được thực hiện bằng cách kết hợp bất kỳ cổng nào và việc ghép rất mềm dẻo.

       -Chuẩn ghép ATM được sử dụng trên bất kỳ lớp vật lý nào. Ngoài ADSL2+, nó có thể được sử dụng cho các dịch vụ DSL khác.

     +Các tính năng khác

Hơn hẳn ADSL về nhiều mặt, ADSL2+ cũng mang trong nó những tính năng ưu việt khác như trong ADSL2

     +Giảm tiêu hao năng lượng:

    -Các bộ thu phát của công nghệ ADSL thường hoạt động trong chế độ full-power cả ngày lẫn đêm, thậm chí ngay cả khi không sử dụng. Nếu như có cỡ vài triệu thiết bị modem ADSL được triển khai thì con số thất thoát năng lượng hẳn sẽ không nhỏ. Nếu như modem có thể hoạt động trong chế độ stand-by/sleep giống như máy tình thì sẽ tiết kiệm được điện năng rất nhiều. Điều này cũng tiết kiệm năng lượng cho các bộ thu phát ADSL hoạt động trong các khối đầu xa và tủ DLC mà hoạt động dưới một yêu cầu tản nhiệt khắt khe.

     -Trong khi đó, chuẩn ADSL2 và ADSL2+ mang đến hai chế độ tiết kiệm điện năng giúp giảm công suất tiêu thụ trong khi vẫn duy trì modem ADSL trong trạng thái “always-on”

     + Giảm tiêu đề khung:Hệ thống ADSL2 giảm tiêu đề khung bằng cách sử dụng khung với các tiêu đề của khung có thể lập trình được. Vì thế tốc độ số liệu tiêu đề có thể giảm xuống từ 32Kbps xuống 4 Kbps, cung cấp thêm 28Kbps cho tải số liệu.

     +Chuẩn đoán:

   -Việc xác định nguyên nhân của những vấn đề phát sinh trong quá trình cung cấp dịch vụ ADSL cho khách hàng là một trở ngại rất lớn trong tiến trình phát triển của ADSL. Để khắc phục vấn đề này, bộ thu phát ADSL2 đựơc tăng cường khả năng chuẩn đoán. Khả năng chuẩn đoán cung cấp các công cụ để giải quyết những vướng mắc trong và sau khởi tạo, để giám sát trong khi cung cấp dịch vụ và nâng cao năng lực.

         -Ngoài ra, ADSL2 bao gồm khả năng giám sát hiệu năng thời gian thực, khả năng này cung cấp thông tin về chất lượng đường dây và điều kiện tạp âm tại hai đầu đường dây. Thông tin này được xử lý bởi phần mền để giám sát chất lượng kết nối ADSL và tránh xảy ra các lỗi dịch vụ trong tương lai. Thông tin này cũng được sử dụng để quyết định xem một khách hàng có thể được cung cấp các dịch vụ có tốc độ số liệu cao hơn hay không.

     +Khởi tạo nhanh:

Khởi tạo bộ thu phát ADSL được yêu cầu cho kết nối giữa ATU-C và ATU-R để thiết lập một tuyến thông tin giữa chúng.

         -Ở ADSL thế hệ thứ nhất chỉ hỗ trợ chế độ khởi tạo thông thường.

         - Tuy nhiên ở ADSL2 hỗ trợ cả hai chế độ: chế độ khởi tạo thông thường và chế độ khởi tạo nhanh. Thủ tục khởi tạo thông thường mất khoảng từ 10 tới 15 giây trong khi đó thủ tục khởi tạo nhanh chỉ mất khoảng từ 2 tới 3 giây. Có được điều này là do thủ tục khởi tạo nhanh dựa vào việc lưu trữ và sử dụng lại các tham số truyền dẫn từ khởi tạo thông thường trước đó nhờ đó giảm đáng kể thời gian điều khiển.

     +Cải thiện về mặt công suất: Các bộ thu phát ADSL thế hệ thứ nhất hoạt động ở chế độ công suất lớn nhất suốt ngày đêm ngay cả khi không được sử dụng. Để đáp ứng vấn đề này, chuẩn ADSL2 đưa ra chế độ quản lý công suất giúp giảm công suất tiêu thụ trong khi đó vẫn duy trì chức năng luôn “luôn kết nối” của ADSL cho người sử dụng. Những chế độ này bao gồm: chế độ công suất L2 và chế độ công suất L3

4. CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ ADSL2+

Trong xDSL sử dụng các kiểu điều chế sau:

       +2B1Q (2 Binary, 1 Quaternary) là sự mã hóa biên độ bốn mức dùng bởi ISDN, IDSL, và HDSL. Kỹ thuật này cho sử dụng băng thông hiệu quả gấp 2 lần nhưng 2 mức biên độ của nó chỉ bằng với một mã nhị phân thường.

 +QAM (Quadrature Amplitude Modulation) : là kiểu điều chế hiệu quả, nó kết hợp 2 kiểu điều chế biên độ và pha để phân phối số lượng lớn bits/Hz của băng thông.

              Trong QAM, một kênh tín hiệu số dùng pha và kênh khác dùng biên độ. QAM được dùng trong modems VDSL bởi vì sử dụng công suất thấp và ít phức tạp hơn các kiểu điều chế khác.

 +CAP (Carrierless Amplitude and Modulation): Điều chế CAP thì giống với QAM. Ở đây có sự khác nhau là pha của tín hiệu sóng mang sẽ được dịch chuyển liên tục. CAP cho phép giảm nhiễu xuyên kênh và quá trình điều chế được đơn giản hơn. CAP được dùng trong modem ADSL

DMT (Discrete Multitone Transmission): Ta sẽ nghiên cứu sâu hơn về phương pháp này

     Mã đa tần rời rạc DMT

   +    DMT  được  đánh  giá  thực  hiện tốt hơn CAP  và QAM.

         DMT sử dụng nhiều sóng mang có thể tạo ra các kênh con, mỗi  kênh  con mang một  phần  nhỏ của tổng lượng  thông  tin. Thường  thì DMT chia dải tần 0 ÷ 1,104 MHz thành 256 kênh con (gọi là bin), mỗi kênh có độ rộng băng  là 4,1325 KHz.

   +Các kênh  con được điều  chế độc lập với mỗi tần số  sóng mang tương ứng với tần số trung tâm của kênh con và được xử lý song song. Mỗi kênh  con  được  điều  chế sử dụng  QAM  và  có  thể  mang từ  0 tới tối  đa  15 bits/symbol/Hz.

   +   Có 26  kênh  dùng  cho hướng  lên  ,  250 kênh  dùng  cho hướng  xuống nếu  có sử dụng  phương  pháp  triệt  tiếng vọng EC hoặc 223 kênh dành cho hướng xuống nếu không sử dụng phương pháp EC, các kênh 1-6 và kênh 32 để  trống. Tốc độ luồng lên tối đa theo lý thuyết là 26 x 15 bits/symbol/Hz x 4 KHz = 1,56 Mb/s, tốc độ  luồng xuống tối đa  theo  lý  thuyết  là 250 x15 bits/symbol/Hz x 4 KHz = 15 Mb/s. Số lượng bit thực tế được mang trên mỗi kênh con phụ thuộc vào đặc tính đường truyền. Những kênh con nào đó có thể không được sử dụng do nhiễu bên ngoài. Ví dụ, một trạm vô tuyến AM gây ra can nhiễu tần số vô tuyến trong một kênh con nào đó có thể làm cho kênh con đó không sử dụng được. Hình 4.2 là sơ đồ khối một máy phát DMT.

  +DMT đem lại một số ưu điểm bao gồm:

       Truyền được tốc độ bit tối đa trong các khoảng băng tần nhỏ, linh hoạt trong việc tối ưu tốc độ đường truyền nhờ vào thay đổi số bit  trong một kênh con dựa vào tỉ số S/N  (xem ví dụ hình 4.3), khả năng chống nhiễu từ các tần số vô  tuyến và  tránh nhiễu xung rất tốt. DMT khắc phục được  ISI bằng cách giải mã độc lập các ký hiệu  trong các sóng mang phụ. Tuy nhiên do sử dụng nhiều sóng mang nên thiết bị sử dụng DMT rất đắt và phức tạp.

6.Kết luận

Nhu cầu sử dụng Internet ngày càng tăng trong thời gian gần đây. Nhất là sự phát triển mạnh mẽ của loại hình giải trí như Video on demand, audio, multimedia, game trực tuyến,… đòi hỏi các nhà cung cấp dịch vụ phải không ngừng phát triển để đáp ứng nhu cầu đó. Vấn đề băng thông luôn là bài toán hóc búa đối với các nhà cung cấp dịch vụ. Mà nếu đầu tư lại một hệ thống mới thì ắt hẳn không phải là việc khôn ngoan tí nào. Do vậy, họ luôn kiếm tìm một giải pháp để tận dụng cơ sở hạ tầng hiện có mà vẫn đáp ứng được nhu cầu của khách hàng. Công nghệ ADSL2+ chính là câu trả lời cho bài toán đó