Bộ giao thức Internet được chia thành nhiều tầng, mỗi tầng đảm nhiệm một chức năng cụ thể trong việc truyền tải dữ liệu. Các tầng ứng dụng (Application layer), tầng giao vận (Transport layer), tầng mạng (Internet layer) và tầng liên kết (Link layer) phối hợp nhịp nhàng để đảm bảo quá trình truyền thông diễn ra suôn sẻ. Trong đó, DSL (Digital Subscriber Line) đóng vai trò quan trọng ở tầng liên kết, cung cấp kết nối kỹ thuật số qua cáp đồng.
DSL, hay còn gọi là đường dây thuê bao số, là một họ các công nghệ cung cấp kết nối kỹ thuật số tốc độ cao thông qua cáp đồng của mạng điện thoại hiện có. Ý tưởng về DSL được hình thành từ năm 1988 tại Bell Labs, khi các kỹ sư tìm ra cách truyền tải tín hiệu số qua các tần số không sử dụng cho thoại. Điều này cho phép cung cấp đồng thời dịch vụ truyền tín hiệu số mà không làm gián đoạn dịch vụ thoại trên cùng một đường dây điện thoại.
Tuy nhiên, ý tưởng này ban đầu không được các nhà quản lý ủng hộ. Thay vì phát triển công nghệ mới, họ cho rằng việc khách hàng thuê thêm một đường dây điện thoại khi một đường dây không đủ đáp ứng sẽ mang lại lợi nhuận cao hơn. Mãi đến cuối những năm 1990, khi các công ty viễn thông bắt đầu chú trọng đến thị trường Internet băng thông rộng, DSL mới thực sự được quan tâm trở lại. Người dùng ưa chuộng một kết nối băng thông rộng trên đường dây hiện có hơn là phải lắp đặt thêm một đường dây quay số thứ hai. Bell Labs đã “khai quật” lại dự án DSL để cạnh tranh thị phần.
Đến năm 2005, DSL và cable modem trở thành hai công nghệ cạnh tranh chính trong việc cung cấp dịch vụ Internet tốc độ cao cho các hộ gia đình ở châu Âu và Bắc Mỹ. Mặc dù cable modem thường có tốc độ trung bình nhanh hơn DSL, nhưng mỗi công nghệ đều có những ưu và nhược điểm riêng. ADSL, một biến thể của DSL, có thể cung cấp tốc độ lên đến 8 Mbit/s trên đường truyền dài 2 km cáp đồng với chuẩn cũ, và 20 Mbit/s với chuẩn mới. Tuy nhiên, do chiều dài cáp điện thoại thường vượt quá 2 km và tín hiệu suy giảm theo khoảng cách, băng thông thực tế có thể thấp hơn nhiều. Trong khi đó, cable modem có thể cung cấp băng thông lên đến 30 Mbit/s, nhưng băng thông này thường được chia sẻ giữa nhiều người dùng (thường là 100-200 hộ gia đình) trên cùng một đường truyền.
Modem DSL truyền tải dữ liệu giữa hai điểm đầu cuối của đường cáp đồng mà không cần thông qua hệ thống chuyển mạch điện thoại, do đó không gây nhiễu đến tín hiệu thoại. Băng tần thoại trên cáp đồng chỉ chiếm khoảng 0-4 kHz, trong khi công nghệ DSL sử dụng tần số trên 100 kHz.
Mục Lục
Phân loại xDSL và Lịch Sử Phát Triển
“xDSL” là thuật ngữ chung để chỉ các biến thể khác nhau của công nghệ DSL. Mỗi biến thể được thiết kế để đáp ứng các nhu cầu khác nhau về tốc độ và khoảng cách truyền dẫn.
ISDN (Mạng Số Tích Hợp Đa Dịch Vụ)
ISDN (Integrated Services Digital Network) được xem là tiền thân của xDSL, ra đời vào năm 1976 với mục tiêu thống nhất truyền dữ liệu và thoại. ISDN Basic Rate Interface (BRI) cung cấp 2 kênh 64kbps (kênh B) cho thoại hoặc dữ liệu và một kênh 16kbps (kênh D) cho thông tin điều khiển.
Mô hình kết nối ISDN minh họa kênh B và kênh D
Tuy nhiên, ISDN chủ yếu được sử dụng cho dịch vụ thoại và chuyển mạch gói tốc độ thấp, không phù hợp với yêu cầu chuyển mạch gói tốc độ cao và thời gian kết nối dài của Internet hiện đại. Do đó, ISDN không được triển khai rộng rãi, mà chỉ giới hạn ở các hộ gia đình và doanh nghiệp nhỏ. IDSL (ISDN Digital Subscriber Line) là một công nghệ xDSL dựa trên ISDN, đảm bảo tốc độ 144Kbps trên cả kênh B và D.
HDSL (Đường Dây Thuê Bao Số Tốc Độ Bit Cao)
HDSL (High-bit-rate Digital Subscriber Line) ra đời vào năm 1986, kế thừa các thiết bị thu phát của ISDN nhưng ở mức độ phức tạp hơn. HDSL dựa trên chuẩn T1/E1 của Mỹ/châu Âu. HDSL1 cho phép truyền 1,544Mbps hoặc 2,048Mbps trên 2 hoặc 3 đôi dây. HDSL2, ra đời sau đó, cho phép truyền 1,544Mbps đối xứng trên 1 đôi dây, mang nhiều ý tưởng của ADSL. Ưu điểm của HDSL là không cần các trạm lặp, giúp giảm suy hao tín hiệu và truyền xa hơn mà vẫn đảm bảo chất lượng. HDSL cũng có khả năng chẩn đoán nhiễu (đo SNR) và ít gây nhiễu xuyên âm. HDSL thường được sử dụng bởi các nhà khai thác mạng để cung cấp các đường truyền tốc độ cao giữa các tòa nhà hoặc khu công sở.
VDSL (Đường Dây Thuê Bao Số Tốc Độ Bit Rất Cao)
VDSL (Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line) là một công nghệ xDSL cung cấp đường truyền đối xứng trên một đôi dây đồng. VDSL có tốc độ tải xuống cao nhất trong các công nghệ xDSL, lên đến 52Mbps, và tốc độ tải lên có thể đạt 2,3 Mbps.
Biểu đồ so sánh tốc độ lý thuyết của ADSL, ADSL2+, VDSL và VDSL2
VDSL thường hoạt động tốt trong các mạng mạch vòng ngắn, sử dụng cáp quang để truyền dẫn phần lớn quãng đường và chỉ sử dụng cáp đồng ở đoạn cuối.
ADSL (Đường Dây Thuê Bao Số Bất Đối Xứng)
ADSL (Asymmetrical DSL) là một nhánh quan trọng của công nghệ xDSL. ADSL cung cấp băng thông bất đối xứng trên một đôi dây, với băng thông tải xuống lớn hơn băng thông tải lên. ADSL ra đời vào năm 1989. ADSL1 cung cấp 1,5 Mbps cho đường tải xuống và 16 kbps cho đường tải lên, hỗ trợ chuẩn MPEG-1. ADSL2 có thể cung cấp băng thông tới 3 Mbps cho đường xuống và 16 kbps cho đường lên, hỗ trợ 2 dòng MPEG-1. ADSL3 có thể cung cấp 6 Mbps cho đường xuống và ít nhất 64 kbps cho đường lên, hỗ trợ chuẩn MPEG-2. Dịch vụ ADSL phổ biến hiện nay có thể cung cấp 8 Mbps cho đường xuống và 2 Mbps cho đường lên, tuy nhiên, chất lượng thực tế thường không đạt được như quảng cáo do nhiều yếu tố từ phía các nhà cung cấp dịch vụ (ISP).
RADSL (Đường Dây Thuê Bao Số Thích Ứng Tốc Độ)
RADSL (Rate-Adaptive Digital Subscriber Line) là một phiên bản của ADSL, trong đó các modem có thể kiểm tra đường truyền khi khởi động và tự động điều chỉnh tốc độ hoạt động để đạt được tốc độ nhanh nhất mà đường truyền có thể cung cấp. RADSL còn được gọi là ADSL có tốc độ biến đổi.
Kết luận
DSL đã trải qua một quá trình phát triển dài, từ ý tưởng ban đầu tại Bell Labs đến khi trở thành một trong những công nghệ truy cập Internet băng thông rộng phổ biến nhất trên thế giới. Mặc dù có những hạn chế về tốc độ và khoảng cách, DSL vẫn là một giải pháp hiệu quả cho nhiều khu vực, đặc biệt là những nơi chưa có cơ sở hạ tầng cáp quang. Với sự ra đời của các công nghệ xDSL mới, DSL tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối mọi người với Internet.