Điện thoại được nhà khoa học người Mỹ Alexander Graham Bell phát minh từ năm 1876. Tuy nhiên, phải khoảng từ năm 1890 mạng điện thoại mới bắt đầu được triển khai tương đối rộng rãi. Cùng với sự xuất hiện của mạng thoại công cộng PSTN là sự đột phá của các phương tiện thông tin liên lạc thời bấy giờ. Như vậy, có thể coi mạng truy nhập ra đời vào khoảng năm 1890. Trong suốt nhiều thập kỷ đầu thế kỷ 20 mạng truy nhập không có sự thay đổi đáng kể nào, mặc dù mạng chuyển mạch đã thực hiện bước tiến dài từ tổng đài nhân công đến các tổng đài cơ điện và tổng đài điện tử.
86 trang |
Chia sẻ: vietpd | Lượt xem: 1586 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL
- 1 -
CHƯƠNG I
MẠNG TRUY NHẬP
1.1 Tổng quan:
Điện thoại được nhà khoa học người Mỹ Alexander Graham Bell phát minh từ
năm 1876. Tuy nhiên, phải khoảng từ năm 1890 mạng điện thoại mới bắt đầu được
triển khai tương đối rộng rãi. Cùng với sự xuất hiện của mạng thoại công cộng PSTN
là sự đột phá của các phương tiện thông tin liên lạc thời bấy giờ. Như vậy, có thể coi
mạng truy nhập ra đời vào khoảng năm 1890. Trong suốt nhiều thập kỷ đầu thế kỷ 20
mạng truy nhập không có sự thay đổi đáng kể nào, mặc dù mạng chuyển mạch đã thực
hiện bước tiến dài từ tổng đài nhân công đến các tổng đài cơ điện và tổng đài điện tử.
Mạng truy nhập thuê bao truyền thống được mô tả trên hình I.1
Hình I.1: Cấu trúc mạng truy nhập thuê bao truyền thống
Mạng truy nhập nằm giữa tổng đài nội hạt và thiết bị đầu cuối của khách hàng, thực
hiện chức năng truyền dẫn tín hiệu. Tất cả các dịch vụ khách hàng có thể sử dụng được
xác định bởi tổng đài nội hạt (chính là nút dịch vụ).
Mạng truy nhập có vai trò hết sức quan trọng trong mạng viễn thông và là phần tử
quyết định trong mạng thế hệ sau. Mạng truy nhập là phần lớn nhất của bất kỳ mạng
viễn thông nào, thường trải dài trên vùng địa lý rộng lớn. Theo đánh giá của nhiều
chuyên gia, chi phí xây dựng mạng truy nhập chiếm ít nhất là một nửa chi phí xây
dựng toàn bộ mạng viễn thông. Mạng truy nhập trực tiếp kết nối hàng nghìn, thậm chí
hàng chục, hàng trăm nghìn thuê bao với mạng chuyển mạch. Đó là con đường duy
nhất để cung cấp các dịch vụ tích hợp như thoại và dữ liệu. Chất lượng và hiệu năng
của mạng truy nhập ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng cung cấp dịch vụ của toàn bộ
mạng viễn thông.
1.1.1 Các vấn đề của mạng truy nhập truyền thống:
Sau nhiều thập kỷ gần như không có sự thay đổi đáng kể nào trong cấu trúc cũng
như công nghệ, mạng truy nhập thuê bao đang chuyển mình mạnh mẽ trong nhiều năm
gần đây. Với sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ và dịch vụ viễn thông,
Mạng truy nhập
Phân phối
Thuê bao
Tủ/ hộp
cáp
Tổng đài
nội hạt
Giá đấu
dây chính
backbone Lối vào
Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL
- 2 -
những tồn tại trong mạng truy nhập truyền thống ngày càng trở nên sâu sắc hơn. Các
vấn đề này có thể tạm phân loại như sau:
Thứ nhất, với sự phát triển của các mạch tích hợp và công nghệ máy tính, chỉ một
tổng đài duy nhất cũng có khả năng cung cấp dịch vụ cho thuê bao trong một vùng rất
rộng lớn. Thế nhưng “vùng phủ sóng”, hay bán kính hoạt động của mạng truy nhập
truyền thống tương đối hạn chế, thường dưới 5 km. Điều này hoàn toàn không phù hợp
với chiến lược phát triển mạng là giảm số lượng, đồng thời tăng dung lượng và mở
rộng vùng hoạt động của tổng đài.
Thứ hai, mạng truy nhập thuê bao truyền thống sử dụng chủ yếu là tín hiệu tương
tự với giải tần hẹp. Đây là điều cản trở việc số hoá, mở rộng băng thông và tích hợp
dịch vụ.
Thứ ba, theo phương phức truy nhập truyền thống, mỗi thuê bao cần có một lượng
khá lớn cáp đồng kết nối với tổng đài. Tính trung bình mỗi thuê bao có khoảng 3 km
cáp đồng. Hơn nữa bao giờ cáp gốc cũng được lắp đặt nhiều hơn nhu cầu thực tế để dự
phòng. Như vậy tính ra mỗi thuê bao có ít nhất một đôi cáp cho riêng mình nhưng hiệu
suất sử dụng lại rất thấp, do lưu lượng phát sinh của phần lớn thuê bao tương đối thấp.
Vì vậy mạng truy nhập thuê bao truyền thống có chi phí đầu tư cao, phức tạp trong duy
trì bảo dưỡng và kém hiệu quả trong sử dụng.
1.1.2 Mạng truy nhập hiện đại dưới quan điểm của ITU-T:
1.1.2.1 Định nghĩa:
Theo các khuyến nghị của ITU-T(Liên minh viễn thông quốc tế phát triển các tiêu
chuẩn quốc tế), mạng truy nhập hiện đại được định nghĩa như trên hình I.2. Theo đó
mạng truy nhập là một chuỗi các thực thể truyền dẫn giữa SNI (Service Node Interface
– Giao diện nút dịch vụ) và UNI (User Network Interface – Giao diện người sử dụng -
mạng). Mạng truy nhập chịu trách nhiệm truyền tải các dịch vụ viễn thông. Giao diện
điều khiển và quản lý mạng là Q.
Hình I.2:Kết nối mạng truy nhập với các thực thể mạng khác
PSTN
ISDN
DDN
...
POTS
ISDN
V.24
V.35
Leased
Mạng
truy
nhập
Q
UNI – Giao
diện người
sử dụng -
mạng
SNI – Giao
diện nút
dịch vụ
Thuê bao Thực thể mạng
Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL
- 3 -
Thiết bị đầu cuối của khách hàng được kết nối với mạng truy nhập qua UNI, còn
mạng truy nhập kết nối với nút dịch vụ (SN – Service Node) thông qua SNI. Về
nguyên tắc không có giới hạn nào về loại và dung lượng của UNI hay SNI. Mạng truy
nhập và nút dịch vụ đều được kết nối với hệ thống TMN (telecom management
network) qua giao diện Q.
Để giải quyết các vấn đề tồn tại trong mạng truy nhập truyền thống, một trong
những giải pháp hợp lý là đưa thiết bị ghép kênh và truyền dẫn vào mạng truy nhập.
1.1.2.2 Mạng truy nhập ngày nay:
Sự thay đổi của cơ cấu dịch vụ là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến sự phát triển của
mạng truy nhập. Khách hàng yêu cầu không chỉ là các dịch vụ thoại/ fax truyền thống,
mà cả các dịch vụ số tích hợp, thậm chí cả truyền hình kỹ thuật số độ phân giải cao.
Mạng truy nhập truyền thống rõ ràng chưa sẵn sàng để đáp ứng các nhu cầu dịch vụ
này.
Từ những năm 90 mạng truy nhập đã trở thành tâm điểm chú ý của mọi người. Thị
trường mạng truy nhập đã thực sự mở cửa. Cùng với những chính sách tự do hoá thị
trường viễn thông của phần lớn các quốc gia trên thế giới, cuộc cạnh tranh trong mạng
truy nhập ngày càng gay gắt. Các công nghệ và thiết bị truy nhập liên tiếp ra đời với
tốc độ chóng mặt, thậm chí nhiều dòng sản phẩm chưa kịp thương mại hoá đã trở nên
lỗi thời.
Nhìn từ khía cạnh môi trường truyền dẫn, mạng truy nhập có thể chia thành hai
loại lớn, có dây và không dây (vô tuyến). Mạng có dây có thể là mạng cáp đồng, mạng
cáp quang, mạng cáp đồng trục hay mạng lai ghép. Mạng không dây bao gồm mạng vô
tuyến cố định và mạng di động. Dĩ nhiên không thể tồn tại một công nghệ nào đáp ứng
được tất cả mọi yêu cầu của mọi ứng dụng trong tất cả các trường hợp. Điều đó có
nghĩa rằng mạng truy nhập hiện đại sẽ là một thực thể mạng phức tạp, có sự phối hợp
hoạt động của nhiều công nghệ truy nhập khác nhau, phục vụ nhiều loại khách hàng
khác nhau trong khu vực rộng lớn và không đồng nhất.
Mạng truy nhập quang (Optical access network - OAN) là mạng truy nhập sử dụng
phương thức truyền dẫn quang. Nói chung thuật ngữ này chỉ các mạng trong đó liên
lạc quang được sử dụng giữa thuê bao và tổng đài. Các thành phần chủ chốt của mạng
truy nhập quang là kết cuối đường dẫn quang (optical line terminal - OLT) và khối
mạng quang (optical network unit - ONU). Chức năng chính của chúng là thực hiện
chuyển đổi các giao thức báo hiệu giữa SNI và UNI trong toàn bộ mạng truy nhập.
Người ta phân biệt ba loại hình truy nhập quang chính: Fiber to the curb (FTTC), Fiber
to the building (FTTB), Fiber to the home (FTTH) và fiber to the office (FTTO).
Cho tới nay trên thế giới có một khối lượng rất lớn cáp đồng đã được triển khai.
Theo một số nghiên cứu về mạng truy nhập, hiện nay cáp đồng vẫn là môi trường
truyền dẫn chính trong mạng truy nhập, chiếm tới khoảng 94%. Việc tận dụng cơ sở hạ
tầng rất lớn này là rất cần thiết và có lợi. Các công nghệ đường dây thuê bao kỹ thuật
số (DSL) chính là giải pháp cho vấn đề này.
Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL
- 4 -
Ngoài các công nghệ truy nhập có dây, các phương thức truy nhập vô tuyến cũng
phát triển rất mạnh. Các mạng di động GSM, CDMA đã có tới hàng trăm triệu thuê
bao trên khắp thế giới. Các phương thức truy nhập vô tuyến cố định cũng ngày càng
trở nên thông dụng hơn, do những lợi thế của nó khi triển khai ở các khu vực có địa
hình hiểm trở hay có cơ sở hạ tầng viễn thông kém phát triển. Ở các đô thị lớn dịch vụ
vô tuyến cố định cũng phát triển, đặc biệt khi nhà khai thác cần tiếp cận thị trường một
cách nhanh nhất.
1.2 Các phương thức truy nhập mạng dữ liệu (Internet) hiện nay:
Lưu lượng dữ liệu, đặc biệt là lưu lượng IP đang tăng trưởng một cách chóng mặt.
Trong khi đó lưu lượng thoại có mức độ tăng trưởng khá khiêm tốn, từ 10-25% ở các
nước đang phát triển và gần như không tăng trưởng ở các nước tiến tiến. Chính vì vậy,
mạng truy nhập ngày nay phải được thiết kế xây dựng để đáp ứng tốt nhất nhu cầu các
dịch vụ dữ liệu của khách hàng. ISDN có thể nói là một nỗ lực rất lớn của toàn nghành
công nghiệp viễn thông, từ các nhà cung cấp thiết bị đến các nhà khai thác trên toàn
thế giới với mục tiêu tích hợp dịch vụ thoại và số liệu.
Phổ biến nhất hiện nay vẫn là modem tương tự, truy nhập mạng dữ liệu bằng dial-
up. Ngoài ra còn có các công nghệ khác, như kênh thuê riêng, luồng E1/T1, modem
cáp, MMDS, LMDS và các công nghệ sử dụng vệ tinh như DirectPC...
1.2.1 ISDN và B-ISDN:
Tương lai của ISDN đã được dự báo từ bảy năm trước. Thị trường thiết bị ISDN
không năng động do giá thành thiết bị quá cao, trong khi đó số lượng bán ra rất hạn
chế.
ISDN (Integrated Service Digital Network) là mạng (số) đa dịch vụ. ISDN lần đầu
tiên được CCITT đề cập đến trong một khuyến nghị của mình vào năm 1977. Năm
1985 AT&T thử nghiệm ISDN lần đầu tiên tại Hoa Kỳ. Tuy nhiên, ISDN phát triển
chậm ở Hoa Kỳ do sự không thống nhất trong cách triển khai theo CCITT của AT&T
và Nortel. ISDN phá sản ngốn của 20 quốc gia khoảng 50 tỷ đô-la Mỹ. Nguyên lý của
ISDN là cung cấp các dịch vụ thoại và số liệu chung trên một đường dây thuê bao kỹ
thuật số. Dùng ISDN ở tốc độ giao tiếp cơ sở ( BRI: Basic Rate Interface) cho phép
truyền dữ liệu và thoại trên 2 kênh B ( Binary channel) 64 kbps và 1 kênh D ( Digital
channel) 16 kbps. Mỗi đường dây ISDN ở BRI có thể bố trí tối đa 8 thiết bị đầu cuối
và cùng một lúc có thể thực hiện được nhiều cuộc gọi khác nhau.Dùng ISDN cho phép
khách hàng sử dụng các dịch vụ mới như dịch vụ khẩn cấp ( báo trộm, báo cháy,...),
dịch vụ ghi số điện -nước –gas, dịch vụ quay số trực tiếp vào tổng đài nội bộ, dịch vụ
địa chỉ phụ....Các thiết bị cũ cuả mạng điện thoại PSTN (mạng chuyển mạch thoại
công cộng ) vẫn dùng được với ISDN qua một bộ thích ứng đầu cuối TA (Terminal
Adaptor). Giao tiếp tốc độ sở cấp (PRI: Primary rate interface) tương đương với các
đường truyền T1 và E1 với một kênh D là 64 kbps còn các kênh B còn lại cũng có tốc
độ 64 kbps. Ngoài ra người ta còn định nghĩa các kênh H trên PRI với H0 là 6B, H10
là 23B, H11 là 24B và H12 là 30B.
Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL
- 5 -
Vấn đề lớn nhất của ISDN là sau hơn 20 năm phát triển là nó đáp ứng được hay
không kịp nhu cầu của khách hàng. Tại châu Âu ISDN đã phát triển rộng rãi và các
văn phòng chi nhánh, những người làm việc xa công ty (telecommuter) đã sử dụng
ISDN hiệu quả trong nhiều năm. Dù sao ISDN vẫn không phải là dịch vụ tự động 128
kbps mà nó chỉ là hai kênh 64 kbps. Nếu muốn sử dụng đầy đủ dung lượng 128 kbps
của đường dây ISDN thì phải mua thêm phải mua thêm một bộ thích ứng đầu cuối để
nhập 2 kênh 64 kbps lại.
ISDN không phải là công nghệ có thể ứng dụng riêng cho thuê bao mà toàn bộ
tổng đài phải được lắp đặt thiết bị ISDN. Yêu cầu đầu tiên là tổng đài phải sử dụng kỹ
thuật chuyển mạch số. Nếu tổng đài sử dụng kỹ thuật tương tự sẽ không có ISDN. Như
đã nói có 3 phần tư tổng đài ở Mỹ là tổng đài số và dĩ nhiên là sẵn sàng cho ISDN. Các
tổng đài tương tự cũ hơn đang đuợc chuyển đổi sang kỹ thuật số khi nó giảm giá
nhưng đối với giá thành một vài triệu đô-la cho một tổng đài kỹ thuật số như hiện nay
thì việc chuyển đổi bị ràng buộc bởi nguồn tài chính đầu tư của các công ty khai thác
điện thoại. Ngay cả khi đã có tổng đài kỹ thuật số thì các phần cứng và phần mềm
thêm vào để nâng cấp lên ISDN rất đắt tiền. Điều này thực là một một sự đánh cược
của các công ty điện thoại trên sự chấp nhận của các thuê bao để điều chỉnh đầu tư.
Hình I.3: Cấu hình giao tiếp ISDN BRI.
ISDN cũng phải trải qua bài toán con gà và quả trứng. Để khắc phục giá thành
chuyển đổi ISDN để đối mặt với sự chấp nhận không mấy ấn tượng của khách hàng
NT-T
TE2
TE1 TE1
TA
Switch
ET
funct
Switch
LT
funct
Thiết bị ở chuyển mạch
của công ty điện thoại
Switch
Được sử dụng để kết nối
các thiết bị TE2 với
đường dây ISDN
Thiết bị PSTN tiêu chuẩn có
một giao tiếp R
Thiết bị ISDN không thể
kết nối trực tiếp với
đường dây ISDN
Thiết bị ISDN có thể
kết nối trực tiếp vào
đường dây ISDN
V U S/T
R
Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL
- 6 -
ISDN đã trở nên rất đắt tiền. Và dĩ nhiên một dịch vụ đắt tiền không thể dễ dàng phổ
biến trên diện rộng. Cho tới năm 1997, chỉ có khoảng hơn một triệu đường dây thuê
bao tại Hoa Kỳ. Vì ít được sử dụng nên thiết bị ISDN như bộ thích ứng đầu cuối để kết
nối máy tính cá nhân với mạng trở nên rất đắt tiền. Kết quả là ISDN cần một sự đầu tư
tài chính lớn làm cho hầu hết các người sử dụng đều thờ ơ. Trong trường hợp ISDN
dành cho các người làm việc xa công ty hay từ các chi nhánh thì chi phí có thể chấp
nhận được nhưng với các văn phòng gia đình hay các văn phòng nhỏ (SOHO: Small
Office Home Office) thì ISDN quá đắt.
Càng ngày ISDN càng trở nên không có lối thoát. Trong thời đại mà modem tương
tự chỉ đạt tới tốc độ 1200 bit/s thì tốc độ dữ liệu 64 kbps cho mỗi kênh ISDN quả thật
rất ấn tượng. Ngày nay, khi mà tốc độ dữ liệu của modem tương tự lên đến 56 kbps với
giá thành không quá 10 USD thì giá thành thiết bị ISDN lên đến hàng ngàn USD trở
nên không đáng để đầu tư. Một sự kiện nữa đang ngày càng cho ISDN ra rìa là
Internet. ISDN là dịch vụ có chuyển mạch cho phép thực hiện các kết nối 64 kbps qua
quay số như gọi điện thoại. Trong những năm đầu của thập kỷ 80 thế kỷ trước, lúc
đang phát triển ISDN tất cả các cuộc gọi số liệu đều chỉ cho mục đích chuyển dữ liệu
giữa các máy tính qua việc kết nối bằng cách quay số gọi nhau. Trong khi đó khi đó
hiện nay với một kết nối Internet có thể chuyển dữ liệu cho bất cứ máy tính nào khác
chỉ bằng cách đơn giản là gởi E-mail. Điều này được thực hiện mà không cần mạng
chuyển mạch. Internet thực hiện e-mail bằng định tuyến. Mặt khác ISDN là một dịch
vụ có giá phụ thuộc vào đường dài trong khi modem dial-up chỉ quay số đến một ISP
nội hạt và tốn cước phí thuê bao Internet.
Vấn đề cuối cùng của ISDN trong thời kỳ suy thoái là ISDN góp phần tăng thêm
gánh nặng vào sự quá tải của mạng PSTN. Khi ISDN mới xuất hiện thì chưa có công
nghệ Web và các nhà thiết kế nghĩ là người sử dụng chỉ đơn thuần gọi một máy tính,
chuyển dữ liệu rồi gác máy, chẳng có gì khác so với một cuộc gọi điện thoại thông
thường. Tuy nhiên, Web và Internet đã thay đổi cơ bản việc truyền số liệu. Sử dụng
Web không chỉ đơn thuần là chuyển file mà còn khám phá , tận hưởng theo thời gian
thực chuỗi thông tin bất tận về dữ liệu, giải trí. Những cuộc gọi Internet không còn là
các cuộc gọi với thời lượng vài phút mà đã trở thành các cuộc gọi kéo dài nhiều tiếng
đồng hồ. Thời lượng sử dụng Internet trung bình hàng tuần đã hơn 6 giờ mỗi tuần
trong khi hầu hết các gia đình đều không nói chuyện điện thoại quá 6 giờ mỗi tháng.
PSTN được thiết kế để đáp ứng vài cuộc gọi tương đối ngắn của các thuê bao. Một
lưu lượng người sử dụng không bình thường và những cuộc gọi chiếm giữ đường dây
dài sẽ gây ra tắc nghẽn thường xuyên ở một số khu vực trên mạng và thuê bao sẽ nhận
được tín hiệu báo bận khi mạng quá tải, một hiện tượng ở Hoa Kỳ rất thường gặp trong
ngày các bà mẹ (Mother’s day). Càng về sau, khi ngày càng nhiều nhà cung cấp dịch
vụ đưa ra cước phí truy xuất bao tháng làm cho các cuộc gọi thay vì kéo dài vài phút
lại kéo dài nhiều tiếng đồng hộ thì mọi ngày đều trở thành ngày của các bà mẹ.
Về viễn cảnh mạng thì một cuộc gọi ISDN không khác gì mấy cuộc gọi modem
qua điện thoại thông thường. Cả hai đều chiếm dụng khả năng chuyển mạch số, truyền
dẫn số 64 kbps ở cả phía nội đài lẫn liên đài. Chuyển đổi khách hàng sang sử dụng
ISDN có thể cải thiện một ít về tốc độ truy xuất nhưng không đủ để rút ngắn đáng kể
Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL
- 7 -
thời gian kết nối khi người sử dụng chỉ cần thông tin nào đó rồi log off. Còn đối với
người sử dụng dùng tất cả thờì gian kết nối cho mục đích giải trí thì ISDN không có
tác dụng gì ngoài việc truy xuất thông tin hơn một phút.
Các công ty khai thác điện thoại đang dần nhận ra rằng giải pháp lâu dài duy nhất
cho tình trạng quá tải mạng là chuyển lưu lượng Internet ra khỏi mạng PSTN càng
nhiều càng tốt. Cố găng tăng cường mạng hiện hữu để đáp ứng số lượng bùng nổ các
cuộc gọi chiếm giữ thời gian lớn giống như là xây dựng thêm nhiều xa lộ để giải toả
tắc nghẽn giao thông. Chi phí sẽ thật khủng khiếp và sẽ chẳng bao giờ đạt được hiệu
quả kinh tế.
Các nhà cung cấp dịch vụ có thể có được giải pháp nào hiệu quả để giải quyết tắc
nghẽn không? Thực tế có một khả năng thành công lớn khi tách rời truy xuất Internet
khỏi PSTN nhà cung cấp dịch vụ sẽ gỡ bỏ được cổ chai kềm giữ tốc độ truy xuất ở 64
kbps. Với cấu hình mạng mới nhà cung cấp dịch vụ có thể thiết kế thích nghi với tốc
độ thông tin dữ liệu hiện đại và người sử dụng sẽ không ngần ngại từ bỏ modem cũng
như các thiết bị thích ứng đầu cuối để chạy theo mạng truy xuất mới.
1.2.2 Modem tương tự:
Trong những năm đầu của kỷ nguyên máy tính, cách đây chừng hơn 30 năm về
trước, kết nối mạng hoạt động ở tốc độ khoảng 300 đến 600 bit/s đã là khá đủ. Khoảng
10 năm trước thì modem 9.6 Kbps được xem là công cụ liên lạc tốc độ khá cao.
Modem 9.6 Kbps thực tế đã đáp ứng nhiều ứng dụng liên quan đến đồ họa và video,
tuy chưa thực tốt lắm. Ví dụ, một người sử dụng vào mạng để tải về một bản đồ thời
tiết với tốc độ truyền dữ liệu 9.6 Kbps phải mất 40 giây để tải về bản đồ trắng đen chất
lượng kém. Với bản đồ màu độ phân giải cao thì phải chờ đến vài phút. Ngày nay thì
cả modem 28.8 Kbps hay 33.6 kbps cũng không đáp ứng được về tốc độ của nhiều ứng
dụng. Thời gian download một hình ảnh JPEG trung bình là 120 giây. Nền kỹ thuật
máy tính thay đổi rất nhanh, các kênh thông tin, máy tính đang biến đổi để đáp ứng
yêu cầu đạt được dung lượng cao ngày càng tăng. Khi các dịch vụ hình ảnh màu, thoại
và video càng hấp dẫn khách hàng thì hạ tầng thông tin hàng megabit càng trở nên
thiết yếu. Liệu người ta có thể trông chờ ở modem tương tự những bước tiến ở các tốc
độ cao hơn cỡ tốc độ đường truyền T1 (1544 kbps) hay E1 (2048 kbps) không ? Thật
không may, câu trả lời là không. Tốc độ 33.6 kbps của modem tương tự đã chạm trần
tốc độ dữ liệu của modem truyền trên kênh thoại Tất cả các modem tương tự đều phải
truyền dữ liệu trong kênh 300-4000 Hz dành cho âm thoại trong mạng điện thoại. Tốc
độ 33,6 kbps cần dải thông lớn hơn nhiều. Tuy nhiên, các modem hiện đại thay vì gửi
dòng bit chưa qua xử lý lại gởi đi các ký hiệu (symbol), mỗi ký hiệu đại diện cho một
số bit liên tiếp của dòng bit.
Mọi khách hàng sử dụng modem đều rất quan tâm đến tốc độ và độ tin cậy của
modem. Các nhà cung cấp đều cố gắng tiến gần tới giới hạn của Shannon. Cho tới tiêu
chuẩn V.32 thì mọi modem đều còn cách xa giới hạn dung lượng này khi mức S/N từ 9
tới 10 dB. Nếu giải thông từ 2400 Hz lên đến 2800 Hz và tỷ số S/N từ 24 dB đến 30
dB thì dung lượng kênh khoảng 24000 bit/s. Để lấp đầy khoảng cách còn lại cần phải
ứng dụng kỹ thuật sửa sai.
Phân tích và mô phỏng hệ thống ADSL
- 8 -
Vào những năm 1950 các modem FSK (Frequency Shift Keying) có tốc độ từ 300
bit/s tới 600 bit/s. Tiêu chuẩn quốc tế của modem bắt đầu từ thập kỷ 60 thế kỷ trước.
Năm 1964 tiêu chuẩn modem đầu tiên cảu CCITT là V.21 xác định đặc tính của
modem FSK tốc độ 200 bit/s và bây giờ là 300 bit/s. Kỹ thuật điều chế đã thay đổi
sang QAM 4 trạng thái vào năm 1968 và 16 trạng thái vào năm 1984 bởi V.22bis. Vào
lúc đó, một tiêu chuẩn modem ứng dụng tiến bộ công nghệ mới là V.32 thêm phần đặc
tính triệt tiếng dội (echo cancellation) và mã ho