Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai 102 Thêm vào đó còn có các phân loại chuyển vận cố đònh tùy chọn 2M dùng cho hệ thống truyền dẫn dựa trên E-carrier 2048 Kbps sử dụng bên ngoài Hoa Kỳ. Phân loại chuyển vận loại 1 là bắt buộc và dùng cho các vòng thuê bao ngắn nhất nhưng đem lại tốc độ truyền tải theo chiều downstream lớn nhất trong các cấu hình ADSL. Phân loại này thực hiện truyền tải chiều downstream 6144 Mbps và có thể được thực hiện bằng bất cứ sự kết hợp nào của từ một tới bốn kênh truyền tải bội số của 1536 Kbps. Phân loại chuyển vận loại 1 bắt buộc phải có ít nhất một kênh phụ 6144 Kbps trên AS0. Phân loại chuyển vận loại 1 có các cấu hình tùy chọn sau với tổng dung lượng truyền dẫn lên đến 6144 Kbps: - Một kênh truyền tải 4608 Kbps và một kênh truyền tải 1536 Kbps. - Hai kênh truyền tải 3072 Kbps. - Một kênh truyền tải 3072 Kbps và hai kênh truyền tải 1536 Kbps. - Bốn kênh truyền tải 1536 Kbps. Phân loại chuyển vận loại 2 là một tùy chọn và thực hiện truyền tải theo chiều downstream dung lượng 4608 Kbps. Phân loại này có thể có được từ bất cứ sự kết hợp nào từ một tới ba kênh truyền tải bội số của 1536 Kbps. Các hệ thống có thể cung cấp bất cứ hay tất cả các tốc độ truyền tải vì không có tốc độ truyền tải nào là bắt buộc cả. AS3 không bao giờ được sử dụng cho phân loại chuyển vận loại 2. Phân loại chuyển vận loại 2 có các cấu hình chuyển vận sau với tổng dung lượng truyền dẫn lên đến 4608 Kbps: - Một kênh truyền tải 4608 Kbps. - Một kênh truyền tải 3072 Kbps và một kênh truyền tải 1536 Kbps. - Ba kênh truyền tải 1536 Kbps. Phân loại chuyển vận loại 3 cũng là một tùy chọn và thực hiện truyền tải theo chiều downstream dung lượng 4608 Kbps. Phân loại này có thể có được từ bất cứ sự kết hợp nào từ một tới hai kênh truyền tải bội số của 1536 Kbps. Các hệ thống có thể cung cấp bất cứ hay tất cả các tốc độ truyền tải vì không có tốc độ truyền tải nào là bắt buộc cả. AS2 và AS3 không bao giờ được sử dụng cho phân loại chuyển vận loại 3. Phân loại chuyển vận loại 3 có các cấu hình chuyển vận sau với tổng dung lượng truyền dẫn lên đến 3072 Kbps: - Một kênh truyền tải 3072 Kbps. - Hai kênh truyền tải 1536 Kbps. Phân loại chuyển vận loại 4 là bắt buộc và thực hiện trên các vòng thuê bao dài nhất nhưng lại truyền tải tốc độ số liệu theo chiều downstream thấp nhất. Kênh truyền tải chỉ là 1536 Kbps trên kênh AS0. ADSL cũng xác đònh đặc tính cho các mạng dựa trên phân cấp truyền dẫn PDH E-carrier 2048 kbps được sử dụng phổ biến ngoài Hoa Kỳ. Trong thực tế, tất cả các đặc tính cấu trúc vòng thuê bao nội hạt sử dụng ngoài Hoa Kỳ đều được xác đònh trong phụ Annex H của tiêu chuẩn ANSI T1.413-1995. Chỉ có AS0, AS1, AS2 được sử dụng để hỗ trợ cấu trúc 2M này như được liệt kê trong bảng 3.3. Cũng như với cấu trúc 1536 Kbps ở đây hỗ trợ AS0 là yêu cầu tối thiểu. Số tối đa các kênh phụ hoạt động đồng thời cũng như số tối đa các kênh truyền tải có thể dùng để chuyển vận đồng thời của một hệ thống ADSL tùy thuộc vào phân loại chuyển vận của nó. Hơn nữa, hỗ trợ phân loại chuyển vận phụ thuộc vào tốc độ đường dây có thể đạt được của từng vòng thuê bao ADSL và cấu hình của các kênh phụ có thể được cấu hình đến số kênh phụ tối đa hay tốc độ truyền dữ liệu tối đa. Chuyển đổi giữa các tốc độ và số kênh phụ vẫn chưa được tiêu chuẩn hoá. Hiện nay, cấu trúc và tốc độ trong liên kết ADSL vẫn là cố đònh. ADSL Đặng Quốc Anh 103 Bảng 3.3 Các giới hạn tốc độ kênh phụ ADSL cho hệ thống 2048 Kbps Sub-channel Sub-channel Data Rate Allowed values of n x AS0 n 0 × 2048 Kbps (optional) n 0 = 0, 1, 2, 3 AS1 n 1 × 2048 Kbps (optional) n 1 = 0, 1, 2 AS2 n 2 × 2048 Kbps (optional) n 2 = 0, 1 Đối với các cấu trúc 2M, phân loại chuyển vận cho ADSL được đánh số từ 2M-1 tới 2M-3. Hỗ trợ tất cả các phân loại chuyển vận 2M là tùy chọn. Các cấu hình của các phân loại chuyển vận 2M phải tuân theo chặt chẽ các phân loại chuyển vận trong hệ thống 1536 Kbps. Điều này có nghóa là phân loại chuyển vận 2M-1 vẫn phải hoạt động trong phạm vi dung lượng downstream tổng cộng 6144 Kbps. Phân loại chuyển vận loại 2M-1 có thể được xây dựng từ sự kết hợp bất kỳ từ một tới ba kênh truyền tải hoạt động ở các bội số của 2048 Kbps. Tất cả các cấu hình phân loại chuyển vận 2M-1 đều là tùy chọn và có thể thực hiện các cấu hình sau với tốc độ dữ liệu tổng cộng lên đến 6144 Kbps: - Một kênh truyền tải 6144 Kbps. - Một kênh truyền tải 4096 Kbps và một kênh truyền tải 2048 Kbps. - Ba kênh truyền tải 2048 Kbps. Phân loại chuyển vận loại 2M-2 là tùy chọn và có thể truyền chiều downstream 4096 Kbps. 2M-2 có thể được xây dựng từ sự kết hợp một hay hai kênh truyền tải hoạt động ở tốc độ bội số của 2048 Kbps. Các hệ thống có thể cung cấp bất cứ hay tất cả các tốc độ truyền tải vì không có tốc độ truyền tải nào là bắt buộc cả. AS2 không bao giờ được sử dụng trong phân loại chuyển vận 2M-2. Phân loại chuyển vận 2M-2 có thể thực hiện các cấu hình sau với tốc độ tổng cộng lên đến 4096 Kbps. - Một kênh truyền tải 4096 Kbps. - Hai kênh truyền tải 2048 Kbps. Bảng 3.4 Thuật ngữ tốc độ dữ liệu ADSL truyền tải chế độ ATM Data Rate Equation (kbit/s) Reference Point 53 × 8 × ATM cell rate = "Net data rate" Σ(B I, B F ) × 32 ASx + LSx "Net data rate" + Frame overhead rate = "Aggregate data rate" Σ(K I, K F ) × 32 A "Aggregate data rate" + RS Coding overhead rate = "Total data rate" Σ(N I, N F ) × 32 B "Total data rate" + Trellis Coding overhead rate = Line rate Σ b i × 4 U Phân loại chuyển vận 2M-3 là tùy chọn và hoạt động với các vòng thuê bao dài nhất nhưng cũng có tốc độ truyền dữ liệu theo chiều downstream nhỏ nhất. Kênh truyền tải chỉ là một kênh 2048 Kbps hoạt động trên AS0. Một điều cần lưu ý nữa của chuyển vận ADSL là các hệ thống ADSL đều có tùy chọn hỗ trợ chuyển vận các cell ATM theo chiều downstream. Các cell ATM có độ dài cố đònh ngắn là 53 octet. Mỗi cell ATM bao gồm một header 5 octet và một payload 48 octet. Thông tin được truyền tải trong phần payload 48 octet theo quy tắc ATM Adaption Layer 1 (AAL1). AAL xác đònh dạng thông tin trong vùng payload của cell ATM. Với AAL1 hỗ trợ dữ liệu tốc độ bit không đổi (CBR: Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai 104 Constant Bit Rate) và độ trễ ổn đònh qua mạng với các kết nối giữa hai đầu. AAL1 gồm 1 octet dành cho overhead và 47 octet còn lại để chuyển thông tin của người sử dụng. AAL1 là cách dễ dàng và đơn giản nhất để thực hiện các cell ATM giống như các kênh số liệu truyền thống. Khi ADSL được sử dụng để chuyển vận các cell ATM theo chiều downstream thì chỉ có AS0 được sử dụng nên chỉ có một cấu hình duy nhất là AS0 hoạt động với một trong 4 tốc độ khác nhau. Các tốc độ này được xác đònh là các phân loại chuyển vận ATM từ 1 đến 4 hoạt động ở tốc độ 1760 Kbps, 3488 Kbps, 5216 Kbps và 6944 Kbps. Mỗi hệ thống ADSL có thể có đến ba kênh truyền tải song công hoạt động cùng lúc trên giao tiếp ADSL. Một trong các kênh truyền tải song công này luôn luôn bắt buộc là kênh điều khiển ký hiệu là kênh C (control channel). Kênh C mang các thông điệp báo hiệu chọn dòch vụ và thiết lập cuộc gọi. Tất cả các báo hiệu từ người sử dụng tới mạng cho các kênh đơn công chiều downstream đều được truyền tải trên kênh điều khiển C và kênh điều khiển C cũng có thể mang cả các thông điệp báo hiệu cho các kênh truyền tải song công. Kênh C luôn luôn tích cực và hoạt động ở tốc độ 16 Kbps trong các phân loại chuyển vận 4 và 2M-3. Trong các phân loại chuyển vận 4 hay 2M-3 các thông điệp kênh C luôn luôn được chuyển trong một vùng overhead đặc biệt của khung dữ liệu ADSL. Các phân loại chuyển vận khác sử dụng kênh C 64 Kbps và các thông điệp và được chuyển vận trong kênh truyền tải song công LS0. Ngoài kênh C, một hệ thống ADSL có thể có thêm hai kênh truyền tải đối xứng tùy chọn là LS1 hoạt động ở tốc độ 160 Kbps và LS2 hoạt động ở tốc độ 384 Kbps hay 576 Kbps. Cấu trúc chính xác của các kênh song công đối thay đổi tùy theo phân loại chuyển vận như đã đònh nghóa cho các kênh truyền tải đơn công. Bảng 3.5 là cấu trúc của các kênh truyền tải song công cùng với các kênh truyền tải đơn công trong từng phân loại chuyển vận. Bảng 3.5 Các kênh truyền tải đối xứng ADSL tốc độ tối đa được từng phân loại chuyển vận hỗ trợ Transport class Optional Duplex Bearers that may be Transported (1) Active ADSL Sub-channels 1 or 2M-1 (minimum range) Configuration 1: 160 Kbps + 384 Kbps Configuration 2: 576 Kbps LS1, LS2 LS2 2,3 or 2M-2 (mid range) Configuration 1: 160 Kbps Configuration 2: 384 Kbps (2) LS1 LS2 4 or 2M-3 160 Kbps LS1 3.2.2 Mô hình chuẩn thiết bò ADSL Hình 3.7 đến hình 3.10 không phải là yêu cầu cho một máy thu phát DMT mà là mô hình ngắn gọn và chính xác để mô tả dạng tín hiệu DMT. Trong các hình vẽ này, Z i là sóng mang phụ DMT thứ i (được xác đònh trong miền tần số), và x n là mẫu ngõ ra IDFT thứ n (được xác đònh trong miền thời gian). Bộ DAC và khối xử lý dạng sóng tương tự của các hình vẽ này xây dựng dạng sóng tương tự tương ứng với các mẫu tín hiệu số rời rạc ở ngõ vào. Việc sử dụng mô hình chuẩn cho phép tất cả các dạng sóng tín hiệu đều được mô tả qua chuỗi ký hiệu DMT, {Z i } cần thiết để tạo tín hiệu đó. ADSL Đặng Quốc Anh 105 3.2.3 Mô hình chuẩn máy phát ATU-C Thiết bò có thể chọn lựa cấu hình để truyền tải đồng bộ bit STM hay truyền tải cell ATM. Giao tiếp U-C và U-R có thể dựa trên đồng bộ bit STM, nghóa là không có các cell ATM trên giao tiếp U-C hay dựa trên các cell ATM. Hình 3.7 là sơ đồ khối của một máy phát ADSL ở phía tổng đài ADSL (Transceiver Unit-Central office: ATU-C) gồm các khối chức năng và các giao tiếp chuẩn hoá cho chuyển vận dữ liệu STM chiều downstream. T1532330-99 AS0 AS1 AS2 AS3 LS0 LS1 LS2 NTR OAM V-C EOC/AOC ib crc f crc i 511 510 480 1 n=0 Z i "bits" Mux/ Sync Control Reference Points A Mux Data Frame B FEC Output Data Frame C Constellation Encoder Input Data Frame scrambler & FEC scrambler & FEC Interleaver Tone ordering Constel- lation encoder and gain scaling IDFT Output Parallel/ Serial Buffer DAC and Analogue processing "Bits" & "Gains" i=1 to 255 Lưu ý: Đường liền nét mô tả khả năng cần phải có và đường đứt nét biểu diễn khả năng chọn lựa thêm. Hình 3.7 Mô hình chuẩn của ATU-C dùng cho chuyển vận STM Nếu được hỗ trợ thì STM chỉ là tuỳ chọn thêm. Tuy nhiên thiết bò ADSL cần phải đáp ứng các yêu cầu sau: - Chế độ chuyển vận STM căn bản là truyền nối tiếp bit (bit serial). - Bên ngoài các giao tiếp nối tiếp ASx/LSx các byte dữ liệu được truyền theo thứ tự MSB trước. Tuy nhiên, mọi quá trình xử lý trong khung ADSL (chẳng hạn như CRC, ngẫu nhiên hoá, ) lại được thực hiện theo thứ tự LSB trước. Với thế giới bên ngoài thì MSB được ADSL xem như LSB. Vì vậy, bit nhận được đầu tiên (MSB của thế giới bên ngoài) sẽ là bit được xử lý đầu tiên trong ADSL (ADSL LSB). - Thiết bò ADSL phải có khả năng hỗ trợ tối thiểu các kênh truyền tải AS0 và LS0. Khả năng hỗ trợ các kênh truyền tải khác được xem là một tùy chọn của thiết bò ADSL. - Có hai đường tín hiệu giữa bộ điều khiển Mux/Sync và bộ xử lý Tone ordering. Đường tín hiệu "nhanh" ("fast" path) cung cấp thời gian trễ nhỏ. Đường tín hiệu ghép xen kẽ (interleave path) cung cấp tỷ lệ sai rất thấp và độ trễ lớn hơn. Một hệ thống ADSL hỗ trợ STM phải có thể hoạt động với cả chế độ hai độ trễ theo chiều downstream, tức là dữ liệu của người sử dụng được đặt trong cả hai đường tín hiệu (đường tín hiệu nhanh và đường tín hiệu xen kẽ), và chế độ một độ trễ cho cả hai chiều upstream và downstream, tức là dữ liệu của người sử dụng được đặt ở một đường tín Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai 106 hiệu (nghóa là đường tín hiệu nhanh hay đường tín hiệu xen kẽ). Một hệ thống ADSL hỗ trợ chuyển vận STM có thể có khả năng hoạt động trong chế độ hai độ trễ theo chiều upstream, dữ liệu của người sử dụng được đặt trong hai đường tín hiệu (nghóa là đường tín hiệu nhanh và đường tín hiệu xen kẽ). T1532340-99 Z i EOC/AOC ib crc f crc i 511 510 480 1 n=0 OAM V-C ATM0 ATM1 NTR IDFT AS0 AS1 Mux/ Sync Control Reference Points A Mux Data Frame B FEC Output Data Frame scrambler & FEC scrambler & FEC Interleaver Tone ordering Constel- lation encoder and gain scaling Output Parallel/ Serial Buffer DAC and Analogue processing Cell TC Cell TC C Constellation Encoder Input Data Frame i=1 to 255 "Bits" "Bits" & "Gains" Hình 3.8 Mô hình chuẩn của ATU-C dùng cho chuyển vận ATM T1532350-99 T-R Mux/ Sync Control crc f crc i Reference Points A Mux Data Frame B FEC Output Data Frame scrambler & FEC scrambler & FEC Interleaver Tone ordering Constel- lation encoder and gain scaling IDFT 62 60 Output Parallel/ Serial Buffer Z i i=1 to 31 DAC and Analogue processing "Bits" "Bits" & "Gains" 63 LS0 LS0 LS1 LS2 EOC/ AOC C Constellation Encoder Input Data Frame 1 n=0 Hình 3.9 Mô hình chuẩn của ATU-R dùng cho chuyển vận STM ADSL Đặng Quốc Anh 107 T1532360-99 T-R Mux/ Sync Control crc f crc i Reference Points A Mux Data Frame B FEC Output Data Frame scrambler & FEC scrambler & FEC Interleaver Tone ordering Constel- lation encoder and gain scaling IDFT 62 60 Output Parallel/ Serial Buffer Z i i=1 to 31 DAC and Analogue processing ATM0 ATM1 Cell TC Cell TC LS0 LS1 "Bits" "Bits" & "Gains" 63 EOC/ AOC C Constellation Encoder Input Data Frame 1 n=0 Hình 3.10 Mô hình chuẩn của ATU-R dùng cho chuyển vận ATM T1532370-99 STM Layer and interface to Digital Network AS0 (n 0 × 32 kbit/s) AS1 (n 1 × 32 kbit/s) AS2 (n 2 × 32 kbit/s) AS3 (n 3 × 32 kbit/s) LS0 ("C"; 16 or m 0 × 32 kbit/s) LS1 (m 1 × 32 kbit/s) LS2 (m 2 × 32 kbit/s) NTR Operations, administration, maintenance and control ATU-C twisted pair V-C Lưu ý: Các kênh truyền tải tùy chọn (kể cả song công và đơn công) và các đặc tính của chúng được minh hoạ bằng các đường chấm chấm. Hình 3.11 Giao tiếp ATU-C chuyển vận STM ở điểm chuẩn V-C Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai 108 T1532380-99 ATM0 ATM1 Tx_ATM0 Tx_Cell_Handshake0 Rx_ATM0 Rx_Cell_Handshake0 ATU-C Tx_ATM1 Tx_Cell_Handshake1 Rx_ATM1 Rx_Cell_Handshake1 ATM layer P O R T 1 Digital Network P O R T 0 Operations, administration, maintenance and control NTR V-C Hình 3.11 Giao tiếp ATU-C chuyển vận ATM ở điểm chuẩn V-C T1532390-99 HUNT SYNC PRESYNC Correct HEC Incorrect HEC Bit-by-bit Cell-by-cell Cell-by-cell ALPHA consecutive incorrect HEC DELTA consecutive correct HEC Lưu ý: Theo khuyến nghò I.432.1 không có giá trò chuẩn cho ALPHA và DELTA. Tuy nhiên, việc dùng các giá trò của ALPHA và DELTA theo khuyến nghò I.432 (ALPHA = 7, DELTA = 6) sẽ không được thành công trong trường hợp đặc tính truyền dẫn đặc biệt của ADSL. Hình 3.12 Sơ đồ trạn thái thiết bò tách tế bào ATM . Configuration 2: 576 Kbps LS1, LS2 LS2 2, 3 or 2M -2 (mid range) Configuration 1: 160 Kbps Configuration 2: 384 Kbps (2) LS1 LS2 4 or 2M-3 160 Kbps LS1 3 .2. 2 Mô hình chuẩn thiết bò ADSL . 1, 2, 3 AS1 n 1 × 20 48 Kbps (optional) n 1 = 0, 1, 2 AS2 n 2 × 20 48 Kbps (optional) n 2 = 0, 1 Đối với các cấu trúc 2M, phân loại chuyển vận cho ADSL được đánh số từ 2M-1 tới 2M-3 administration, maintenance and control NTR V-C Hình 3.11 Giao tiếp ATU-C chuyển vận ATM ở điểm chuẩn V-C T15 323 9 0-9 9 HUNT SYNC PRESYNC Correct HEC Incorrect HEC Bit-by-bit Cell-by-cell Cell-by-cell ALPHA consecutive incorrect