bài tập lớn môn kĩ thuật ghép kênh

Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 MỞ ĐẦU Mạng thông tin toàn cầu Internet ngày trở nên quan trọng, mà nhu cầu tìm kiếm trao đổi thơng tin ngày cao, số lượng người sử dụng ngày tăng Chính cơng nghệ Internet cũ khơng thể đáp ứng mà địi hỏi phải có cơng nghệ có tốc độ cao, rẻ tiền đáp ứng nhu cầu người dùng từ cơng nghệ xDSL đời Trong trình bày kiến thức chung kỹ thuật ADSL phát triển công nghệ ADSL giới Việt Nam Được viết lại sở nguồn thông tin từ giáo trinh chuyên nghành trương Đại học kĩ thuật nước, nguồn thông tin Internert hi vọng mang lại nhiều kiến thức bổ ích cho bạn Trong trình viết khơng thể thiếu thiếu sót,vậy mong giúp đỡ đóng góp ý kiến từ q thầy bạn đọc để tơi xây dựng viết với kiến thức xác đầy đủ ADSL Rất mong góp ý từ ban đọc! Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 PHẦN 1: Kỹ thuật xDSL 1.1 Giới thiệu tổng quan kỹ thuật xDSL Mạng viễn thông phổ biến giới hay nước ta mạng số liên kết (IDN-Integrated Digital Network) Mạng IDN mạng viễn thông truyền dẫn số, liên kết tổng đài số cung cấp cho khách hàng đường dẫn thuê bao tương tự Trong xu hướng số hoá mạng viễn thơng tồn giới, mạng liên kết số đa dịch vụ ISDN (Intergrated Services Digital Network) đường dây thuê bao số DSL (Digital Subcriber Line) đáp ứng nhiệm vụ số hố mạng viễn thơng đến tận phía khách hàng Có thể nói ISDN dịch vụ DSL cung cấp cho khu dân cư giao diện tốc độ sở BRI (Basic Rate Interface) 144 Kbit/s, cấu thành từ hai kênh B 64 Kbit/s kênh D 16 Kbit/s Ngày nay, đơi với mạng ISDN cơng nghệ có nhiều triển vọng với tên gọi chung xDSL, x biểu thị cho kỹ thuật khác Mục đích kỹ thuật cung cấp cho khách hàng loại hình dịch vụ chất lượng cao băng tần rộng Phân biệt kỹ thuật dựa vào tốc độ chế độ truyền dẫn Kỹ thuật cung cấp nhiều dịch vụ đặc thù truyền khơng đối xứng qua modem, điển hình loại ADSL VDSL truyền đối xứng có tốc độ truyền hướng như HDSL SDSL Riêng với kỹ thuật VDSL (Very High- speed DSL) truyền đối xứng khơng đối xứng với tốc độ cao Các đặc trưng họ công nghệ xDSL mô tả bảng 1.1 Bảng 1.1: Các đặc trưng họ công nghệ xDSL Kỹ thuật ý nghĩa Tốc độ dữMode Ghi liệu Mbit/s đối xứng đối Sử dụng 1-3 đôi sợi 2.048 HDSL High data rate DSL 1.544 Mbit/s Sử dụng đôi sợi xứng SDSL Single Line DSL 768 kbit/s đối xứng Sử dụng đôi sợi 1.5 -8 Mbit/s Down ADSL Asymmetric Sử dụng đôi sợi 16-640 Kbit/s Up Lên tới Down CDSL Consumer DSL Mbit/s Sử dụng đôi sợi Up 16 640 Kbit/s Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 Sử dụng Down thay cho Downstream (Hướng từ tổng đài tới thuê bao) Sử dụng Up thay cho Upstream (Hướng từ thuê bao tới tổng đài) ISDL ISDN DSL ISDL BRI đối xứng Sử dụng đôi sợi VDSL Very rate DSL high (2B+D) data13- 55 Mbit/s Down Sử dụng đôi sợi 1.5-6 Mbit/s Up 13- 55 Mbit/s Ðối xứng HDSL thường sử dụng 1-3 đôi sợi Ví dụ để truyền tốc độ 2.048 Mbit/s khoảng cách 4.5Km cần dùng đơi sợi cịn để truyền tốc độ 1.544 Mbit/s với khoảng cách cần dùng đơi sợi SDSL nói cơng nghệ xDSL có ưu điểm tận dụng đường thuê bao cáp đồng có lẽ kỹ thuật tốt dùng đôi sợi sử dụng cho điện thoại tương tự Kỹ thuật SDSL truyền với tốc độ 768 Kbit/s khoảng cách Km ADSL truyền tin bất đối xứng nhiều dịch vụ băng rộng khoảng cách đạt 5.5 Km CDSL gần giống ADSL có tốc độ khoảng cách truyền vừa phải, cơng nghệ có ưu điểm khơng cần chia phía khách hàng IDSL mang 2B+D kênh thông tin ISDN BRI chủ yếu truyền tốc độ 144 Kbit/s VDSL kỹ thuật nhất, có tốc độ cao khoảng cách truyền ngắn từ 0.3 Km đến 1.5 Km đơi dây với tốc độ lên tới 52 Mbit/s Nói chung kỹ thuật xDSL kỹ thuật truyền dẫn cáp đồng, giải vấn đề tắc nghẽn nhà cung cấp dịch vụ mạng khách hàng sử dụng dịch vụ mạng Kỹ thuật xDSL đạt tốc độ băng rộng môi trường mạng phổ biến giới đường dây cáp điện thoại thông thường Kỹ thuật xDSL đưa cải tiến đột phá tốc độ (lên tới 7Mbit/s) so sánh với phương pháp truy nhập mạng khác, mặt mạnh thực dịch vụ dựa xDSL thuận lợi như: Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 - Những yêu cầu ứng dụng đa phương tiện khách hàng sử dụng mạng - Hiệu suất độ tin cậy - Tính kinh kế Kỹ thuật có khả năng: - Cung cấp dịch vụ cải tiến có giá trị cao người sử dụng mạng - Cung cấp nhiều dịch vụ với tốc độ truy nhập chi phí khác Cung cấp quản lý ứng dụng thương mại quan trọng cách đáng tin cậy Một số lợi ích quan trọng kỹ thuật xDSL cho phép mạng nhà cung cấp dịch vụ NPS (Network Provider Services) người sử dụng dịch vụ tận dụng số đặc tính cấu trúc sở hạ tầng giao thức lớp 2, giống Frame Relay, ATM, IP độ tin cậy dịch vụ mạng xDSL triển khai dịch vụ dựa gói tin tế bào giống Frame Relay, IP ATM hay dịch vụ kênh đồng bit Do có thay đổi nhanh mơi trường mạng, chiến lược phát triển dịch vụ dựa xDSL xây dựng tính mềm dẻo đủ mức cần thiết để hỗ trợ cho ứng dụng Tính mềm dẻo thể là: - Khả để hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ - Khả mở rộng để phát triển từ vài thuê bao tới hàng ngàn thuê bao - Khả quản lý tin cậy mạng điểm - điểm việc hỗ trợ ứng dụng quan trọng Qua kết nghiên cứu, nhà cung cấp dịch vụ thừa nhận kỹ thuật xDSL hệ tương lai mạng truy nhập mà giải pháp truy nhập mạng xDSL chia làm nhiều loại kỹ thuật HDSL, SDSL, ADSL VDSL với loại kỹ thuật lại có tốc độ liệu, băng tần hoạt Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 động dụng khác Và sau tìm hiểu kỹ thuật ADSL – kỹ thuật ứng dụng rộng rãi PHẦN 2: Kỹ thuật ADSL 2.1 Giới thiệu kỹ thuật ADSL ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) kỹ thuật mới, chuyển đổi đường dây điện thoại thông thường thành đường truy nhập đa dịch vụ đường truyền liệu tốc độ cao ADSL cung cấp đường truyền tốc độ 6Mbit/s- Mbit/s tới thuê bao 640 kbit/s-1Mbit/s theo hướng ngược lại Mạch ADSL tạo nên kênh thông tin đôi dây thuê bao: kênh tốc độ cao từ tổng đài tới thuê bao, kênh tốc độ trung bình chiều (phụ thuộc vào cấu trúc ADSL) kênh thoại kênh N-ISDN Modem ADSL sản xuất có khả cung cấp tốc độ liệu theo tiêu chuẩn Mỹ Châu Âu, thay đổi tốc độ dung lượng đường truyền Tốc độ đơn vị mà ADSL cung cấp 1,5 Mbit/s kênh từ tổng đài tới thuê bao 16 kbit/s kênh hướng Modem ADSL tương thích với truyền dẫn ATM, giao thức IP việc thay đổi tốc độ truyền phù hợp với mào đầu ATM IP 2.2 Cấu trúc hệ thống ADSL So với tất kỹ thuật DSL ADSL kỹ thuật chuẩn hoá nhiều Dưới sơ đồ cấu trúc hệ thống ADSL (hình 1.5) Hình 2.1: sơ đồ cấu trúc hệ thống ASDL Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 ADSL Transmission Unit at the network end - Khối truyền dẫn ADSL phía tổng đài ADSL Transmission Unit at the customer premises end Khối truyền dẫn ADSL phía khách hàng Access point: Ðiểm tập trung cho liệu băng rộng hẹp B: Ðầu vào phụ liệu Broadcast: Dữ liệu băng rộng đầu vào hướng Broadband Network: Hệ thống chuyển mạch cho tốc độ 1,5/2 Mbit/s Loop: Ðường điện thoại dùng cáp đồng sợi Narrowband Network Hệ thống chuyển mạch cho tốc độ 1,5/2 Mbit/s Plain Old Telephone Service-Dịch vụ điện thoại truyền thống Giao diện mạng điện thoại công cộng chia phía tổng đài Giao diện mạng điện thoại cơng cộng chia phía khách hàng SM: Sevice module - Khối dịch vụ Splitter: Bộ chia T-SM: Giao diện ATU-R mạng phân bố tới khách hàng Giao diện mạng phân bố tới khách hàng khối dịch vụ U-C: Giao diện mạch vịng chia phía tổng đài U-C2: Giao diện chia ATU-C U-R: Giao diện mạch vịng chia phía khách hàng U-R2: Giao diện chia ATU-R VA: Giao diện ATU-C điểm truy nhập VC: Giao diện điểm truy nhập mạng Như nói trên, ADSL có khả cung cấp truyền kênh thoại tương tự (POTS) dịch vụ băng rộng khác Ðối với dịch vụ thoại tương tự, Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 chia đặc biệt mang kênh tương tự kHz từ tổng đài tới thuê bao băng tần số đường truyền ADSL Với dịch vụ quảng bá, dịch vụ băng rộng số (Video truy nhập Internet) quản lí mạng truy nhập từ tổng đài trung tâm (CO) nội hạt (LE), để giải vấn đề nghẽn chuyển mạch trung kế Một nút truy nhập ADSL nằm CO (hoặc LE) phục vụ cho số đường ADSL Nút thường gọi khối truy nhập DSL (DSLAM) Mặc dù DSLAM cung cấp khả truy nhập dịch vụ cho nhiều đường ADSL kiến trúc đầy đủ DSLAM phức tạp nhiều so với cấu trúc thể hình Trên hình vẽ, giao diện B đầu vào phụ sử dụng cho luồng tín hiệu khác chẳng hạn cho tín hiệu từ vệ tinh Trong vài trường hợp, giao diện TSM ATU-R khối dịch vụ giống giao diện T (đặc biệt khối dịch vụ tổ hợp ATU-R) Nếu giao diện T-SM thay vào giao diện ATU-R (có nhiều kiểu giao diện này) Ví dụ ATU-R có cổng 10Base-T Ethernet V.35 Cũng vậy, thiết bị đầu cuối tích hợp với ATU-R số cấu trúc đặc biệt khơng có giao diện T mạng phân bố thiết bị đầu cuối Trong sơ đồ này, giao diện U hình 1.10 khơng có chia chế tạo phần tích hợp ATU chẳng có chia Cũng vậy, nút truy nhập ADSL DSLAM thực số nhiệm vụ tập trung chuyển mạch khơng có giao diện V, đặc biệt với với giao diện VA Giao diện VC cho phép tạo nên loạt dạng giao thức tương ứng với TCP/IP, ATM mạng dịch vụ khác 2.3 Các phương pháp điều chế Trong sản phẩm ADSL, mã đường truyền CAP, QAM, DMT sử dụng phổ biến nhất, ngồi cịn có số loại mã khác q trình thử nghiệm • Phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM- Quadrature Amplitude Modullation Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 QAM - điều chế biên độ cầu phương dạng điều chế pha sử dụng điều chế đa mức Tín hiệu cầu phương sử dụng mã hoá đa mức định nghĩa chung tất tín hiệu điều chế đa mức: R=D/N (1) Trong đó: R là: báo hiệu tốc độ điều chế D là: tốc độ liệu tính bit/s N là: số bit thành phần báo hiệu Sử dụng biểu đồ pha cho điều chế cầu phương thuật tốn sử dụng kết hợp hàm sin cos Lúc tín hiệu cầu phương đưa theo cơng thức sau: cos(2πf ct+φ)=cosφ.cos2πfct-sinφ.sin2πfct (2) Q I Hình 2.2: Biểu đồ pha QAM Tín hiệu cos(2πf ct) tín hiệu đồng pha gọi tín hiệu I Tín hiệu sin(2πf ct) tín hiệu lệch pha 900 gọi tín hiệu Q φ độ lệch pha Hệ thống QAM khơng địi hỏi tín hiệu I Q đồng thời, chúng độc lập với Trong kênh bị giới hạn băng tần, truyền dẫn đa mức thực áp dụng theo công thức sau: Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 R=log2L(1/T) (3) Trong đó: R là: tốc độ liệu (bit/s) L là: số mức mã hoá (bit ký hiệu) T là: chiều dài thời gian báo hiệu Bằng cách sử dụng tín hiệu I Q miêu tả trên, thu nhận phân biệt giá trị tải Như có 64 trạng thái (8x8) thiết lập tương đương với giá trị tốc độ symbol 1/16 tốc độ bit Mỗi điểm biểu diễn trạng thái biểu diễn qua giá trị I Q (hình 1.2) Khoảng cách điểm lân cận hệ thống điều chế pha tính sau: Trong N số pha D=2 sin (P/N) (4) Khi giá trị N tăng lên nghĩa tốc độ bít tăng lên vị trí điểm sát lại với làm cho việc phân biệt trở nên khó khăn đầu thu Đồng pha Dữ liệu từ Mã Kết hợp Đầu Khách hàng hóa Lệch 90 o Lệch pha Hình 2.3 Quá trình xử lý QAM đầu phát Hình 1.3 đưa trình xử lý QAM đầu phát Dòng liệu từ người sử dụng vào mã hoá Bộ mã hoá chia liệu thành nửa, hai nửa điều chế thành phần trực giao với tổ hợp thành tín hiệu cầu Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 phương truyền kênh truyền dẫn Ðiều có nghĩa tín hiệu cầu phương tổ hợp hai tín hiệu xuất phát từ nguồn làm lệch pha 90 độ • Phương pháp điều chế CAP- Carrierless Amplitude/phase Modulation Phương pháp điều chế pha biên độ không sử dụng sóng mang dựa phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM Vì phương pháp hoạt động gần giống với phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM Bộ thu phương pháp điều chế QAM u cầu tín hiệu tới phải có phổ hệ thức pha giống phổ pha tín hiệu truyền dẫn Do tín hiệu truyền đường dây điện thoại thông thường thường không đảm bảo yêu cầu nên điều chế kỹ thuật xDSL phải lắp thêm điều chỉnh thích hợp để bù phần méo tín hiệu truyền dẫn Ðiều chế CAP không sử dụng kết hợp trục tải trực giao kết hợp sin cos Việc điều chế thực cách sử dụng lọc thông dải nửa dịng liệu số Các bít lúc mã hoá vào symbol qua lọc, kết đồng pha lệch pha biểu diễn đơn vị symbol Tín hiệu tổng hợp lại qua chuyển đổi A/D, qua lọc thông thấp (LPF- Low pass filter) tới đường truyền Ở đầu thu tín hiệu nhận qua chuyển đổi A/D, lọc đến phần xử lý sau giải mã Bộ lọc phía đầu thu phận sử lý phần việc cân bằng, điều chỉnh Bộ cân bù lại tín hiệu đến bị méo CAP thiết kế hoạt động băng tần 6,48 đến 25,92 MHz Băng tần có nghĩa tín hiệu khơng hoạt động tần số thấp hơn, tránh đợc ảnh hưởng nhiễu Ðồng thời mục đích thiết kế để giới hạn công suất phổ tần số 30 MHz, tăng suy hao tần số cao đường truyền 10 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 + Hai kênh 1,536 Mbit/s Lớp thứ tư (lớp bắt buộc) hoạt động với khoảng cách lớn lại có tốc độ nhỏ 1,536 Mbit/s AS0 Trên đề cập đến cấu hình phân lớp ADSL có tốc độ tối đa 6,144 Mbit/s dựa kênh T1 (1,536 Mbit/s) Bắc Mỹ Cũng tương tự vậy, sau xem xét tiêu ADSL cho tốc độ 2,048 Mbit/s Châu âu ADSL xây dựng cấu trúc 2Mbit/s để truyền tốc độ E1 Tuy nhiên có ba kênh tải AS0, AS1, AS2 (bảng 2.2) hỗ trợ cho sử dụng luồng 2Mbit/s Bảng 2.2: Các kênh tải hỗ trợ cho luồng 2Mbit/s Kênh Tốc độ kênh Các giá trị n x AS0 n0 x 2.048 Mbit/s (tuỳ chọn) n0= 0,1,2 AS1 n1 x 2.048 Mbit/s (tuỳ chọn) n1= 0,1 n2 x 2.048 Mbit/s (tuỳ chọn) n2= AS2 Với cấu trúc 2Mbit/s, lớp truyền tải đánh số từ 2M-1 đến 2M-3 Chức tất lớp tuỳ chọn Cấu trúc lớp tải 2Mbit/s tương tự lớp truyền tải 1,536 Mbit/s Lớp 2M-1 hoạt động tốc độ 6,144 Mbit/s cho đường từ tổng đài xuống thuê bao Lớp 2M-1 tạo từ kết hợp tới kênh tải tin hoạt động tốc độ bội 2,048 Mbit/s tuỳ chọn Các cấu hình lớp bao gồm: + Một kênh tải tin 6,144 Mbit/s + Một kênh 4,096 Mbit/s kênh 2,048 Mbit/s + Ba kênh 2,048 Mbit/s Lớp 2M-2 tuỳ chọn tải luồng 4,096 Mbit/s tới khách hàng 2M-2 tạo kênh tải tin hoạt động tốc độ bội 2,048 Mbit/s Hệ 16 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 thống hoạt động tốc độ kênh tải khơng bắt buộc AS2 khơng sử dụng lớp truyền tải 2M-2 Các cấu hình lớp này: + Một kênh 4,096 Mbit/s + Hai kênh 2,048 Mbit/s Lớp tuỳ chọn sử dụng cho mạch vòng dài lại có tốc độ nhỏ Tốc độ lớp 2,048 kênh AS0 • Truyền tải song hướng Phần xem xét chi tiết cấu trúc kênh đơn hướng từ tổng đài tới khách hàng Việc nghiên cứu kênh tải truyền theo hướng ngược lại tiến hành, có tới ba kênh tải song hướng truyền đồng thời giao diện ADSL Một số ln kênh điều khiển bắt buộc (gọi kênh C) Kênh C mang tin báo hiệu cho việc lựa chọn dịch vụ thiết lập gọi Tất báo hiệu từ người sử dụng - mạng cho kênh tải đơn hướng tới khách hàng tải Tuy nhiên kênh C dùng mang báo hiệu cho kênh song hướng có u cầu Kênh C ln hoạt động tốc độ 16 kbit/s lớp thứ tư 2M-3 Các tin kênh C mang phần mào đầu đặc biệt khung ADSL Tất lớp truyền tải khác sử dụng kênh C tốc độ 64kbit/s tin truyền kênh song hướng LS0 Bên cạnh kênh C, hệ thống ADSL mang kênh tải song hướng tuỳ chọn: LS1 hoạt động tốc độ 160 kbit/s LS2 hoạt động tốc độ 384 kbit/s 576 kbit/s Cấu trúc xác kênh tải song hướng thay đổi theo lớp truyền tải giống định nghĩa cho kênh đơn hướng Bảng 1.6 mô tả mối quan hệ cấu trúc kênh song hướng theo lớp truyền dẫn kênh đơn hướng Chú ý: - Khi kênh tải song hướng 160 kbit/s chọn cho truyền ISDN BRA, tất báo hiệu kết hợp với ISDN BRA tải kênh D tín hiệu 2B+D nhúng 160 kbit/s Báo hiệu cho 576 kbit/s 384 kbit/s kênh tải song hướng 160 kbit/s ISDN đặt kênh C, mà dùng chung báo hiệu cho kênh tải tin đơn hướng 17 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 Bảng 2.3: Mối quan hệ cấu trúc kênh song hướngtheo lớp truyền dẫn kênh đơn hướng Lớp truyền dẫn Các kênh song hướng tuỳ chọn Loại kênh 2M-1 (khoảng cách Cấu trúc 1:160 kbit/s + 384LS1, LS2 nhỏ nhất) kbit/s Cấu trúc 2: 576 kbit/s LS2 2, 2M-2 (khoảng Cấu trúc 1: 160 kbit/s cách trung bình) Cấu trúc 2: 384 kbit/s LS1 2M-3 (khoảng cách 160 kbit/s lớn nhất) LS1 LS2 Việc đặt tiêu chuẩn cấu trúc tốc độ tối thiểu kênh tải để tránh việc tự quy định cho thiết bị ADSL nhà thiết kế cung cấp thiết bị khác Tuy nhiên có mặt quy định lớp truyền tải cho hoạt động kênh đơn hướng lựa chọn kênh song hướng khơng hồn tồn đạt mục đích nói Vẫn tồn số phiền phức việc lựa chọn hai hướng tuân theo tiêu kỹ thuật Ðiều cần thiết phải kết hợp cấu trúc kênh AS với LS cho đạt hai mục đích: có nghĩa chuẩn hoá Mỗi kênh đơn hướng song hướng có cấu trúc độc lập (bảng 2.3) Bảng 2.4: Cấu trúc kênh đơn hướng song hướng Lớp truyền tải Truyền hướng đường xuống Dung lượng lớn6.144 4.608 3.072 1.536 Kênh tải lựa chọn 1.536 (Mbit/s) 3.072 1.536 1.536 1.536 3.072 3.072 4.608 4.608 18 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 6.144 Số lượng kênh phụ4 lớn (AS0,AS1,AS2 (AS0, ,AS3) AS1,AS2) (AS0) (AS0,AS1) Kênh tải song hướng Dung lương lớn640 608 608 Kênh tải lựa chọn 576 (kbit/s) 384 384 384 160 160 160 160 C (64) C (64) C (64) C (64) 2 Số lượng kênh phụ3 lớn 176 (LS0, LS1,LS2) (LS0,LS1) (LS0, LS1)(LS0, LS1) hay hay (LS0,LS2)(LS0,LS2) Lớp truyền tải 2M-1 2M-2 2M-3 Kênh tải song hướng Dung lương lớn nhất6.144 4.096 2.048 Kênh tải (Mbit/s) chọn2.048 2.048 2.048 4.096 4.096 lựa 6.144 Số lượng kênh phụ lớn3 (AS0,AS1,AS2) (AS0,AS1) (AS0) 608 176 Kênh tải song hướng Dung lương lớn nhất640 576 19 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Kênh tải (kbit/s) lựa Lớp:ĐHĐT1_K1 chọn384 384 160 160 160 C (64) C (64) C (64) 2 (LS0, LS1) hay (LS0,LS2) (LS0, 2(LS0, LS1) hay LS1 (LS0,LS2 Số lượng kênh phụ lớn3 (LS0, LS1,LS2) • Phần mào đầu Kỹ thuật ADSL sử dụng phần mào đầu cấu trúc kênh giống phương thức truyền dẫn khác Phần mào đầu thực nhiều chức khác trình tải tin Một số chức phần mào đầu đồng kênh tải để thiết bị ADSL hai đầu đường truyền nhận biết cấu trúc kênh (AS LS), tốc độ kênh, vị trí bít khung Các chức khác phần mào đầu bao gồm: kênh nghiệp vụ nhúng (embedded operations channel-EOC), kênh điều khiển nghiệp vụ (operations control channel-OCC) để tái cấu hình, thích ứng tốc độ từ xa nhận dạng lỗi qua việc kiểm tra phần dư theo chu kỳ (cyclical redundancy check-CRC), số bit sử dụng cho khai thác, quản lý bảo dưỡng (OMC), số khác dùng sửa lỗi trước (forward error correction-FEC) Tất bít mào đầu gửi hai hướng Trong phần lớn trường hợp, bit mào đầu truyền với tốc độ 32 kbit/s (nhưng có ngoại lệ) Ðối với dung lượng cao, hướng từ tổng đài tới thuê bao có tốc độ lớn 128 kbit/s nhỏ 64 kbit/s (giá trị mặc định 96 kbit/s) tốc độ lớn 64 kbit/s nhỏ 32 kbit/s (giá trị mặc định 64 kbit/s) cho hướng từ thuê bao tới tổng đài Bit mào đầu nằm tốc độ bit khung ADSL không chiếm băng tần phụ thêm vào tốc độ bit khung cho hướng hướng Ví dụ, lớp truyền tải thứ hoạt động với tốc độ 6,144 Mbit/s chiều xuống cộng thêm tối đa 192 kbit/s tối thiểu 128 kbit/s cho tốc 20 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 độ bit tổng Khi ghép với tốc độ mào đầu lớn kênh song cơng tốc độ lớp thứ tăng từ 6,144 Mbit/s tới 6,976 Mbit/s (lớn nhất) 6,336 Mbit/s (nhỏ nhất) với 6,912 Mbit/s sử dụng cho hầu hết tốc độ sử dụng tốc độ mào đầu mặc định Các lớp khác ảnh hưởng tương tự 2.5 Cấu trúc siêu khung khung ADSL • Cấu trúc siêu khung Thiết bị ADSL gồm ATU-C ATU-R truyền liệu cách sử dụng mã đường truyền, thông tường DMT CAP Tất giao thức ngày xây dựng sở phân lớp Giao thức ADSL mức thấp giao thức bit, biểu thị mã đường truyền DMT CAP Các bit tổ chức thành khung tập hợp khung thành siêu khung theo trật tự Nếu so sánh với cấu trúc khung khác, siêu khung ADSL có nhiều điểm chung với cấu trúc khung siêu khung T1 cấu trúc khung mạng Ethernet LAN Trong thực tế, khung Ethernet tạo nên nội dung siêu khung ADSL Toàn cấu trúc siêu khung miêu tả hình 1.6 Trong ADSL, siêu khung bao gồm dãy 68 khung ADSL liên tiếp Trong số đó, vài khung có chức đặc biệt Ví dụ khung 1, mang thông tin điều khiển lỗi (kiểm tra phần dư chu kỳ - CRC) bít thị sử dụng cho quản lý đường truyền Ngồi ra, bít thị khác tải khung 34 35 Một khung đồng đặc biệt không mang tin theo sau siêu khung đảm nhận chức đồng cho siêu khung Một siêu khung ADSL có chu kỳ 17 ms Vì đường truyền ADSL truyền cho tuyến điểm-điểm nên khơng có địa khung nhận dạng kết nối ADSL 21 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 khung ADSL 250 micro giây Hình 2.6 Cấu trúc siêu khung ADSL Bên siêu khung khung ADSL Một khung ADSL có chu kỳ 250 µs (1/4000 giây) chia thành hai phần Phần đầu phần số liệu nhanh Phần số liệu nhanh liên quan đến độ nhạy trễ, khả chấp nhận nhiễu (ví dụ audio video) Nội dung phần đệm liệu nhanh thiết bị ADSL đặt Một byte đặc biệt gọi byte nhanh đặt trước phần mang chức CRC cộng với số bít thị cần thiết Dữ liệu nhanh bảo vệ trường FEC để sửa lỗi Phần thứ khung bao gồm thông tin từ đệm chèn Dữ liệu xen gói tin bị ảnh hưởng nhiễu thời gian sử lý bị trễ Việc chèn bit làm cho bit tín hiệu bị ảnh hưởng tác động nhiễu Phần khung dùng cho ứng dụng số liệu tuý, truy nhập Internet tốc độ cao Tuy nhiên, tất nội dung khung phải trộn ngẫu nhiên trước truyền để tối thiểu hoá lỗi đồng siêu khung Chú ý kích cỡ khung tuyệt đối cho siêu khung ADSL tốc độ đường truyền ADSL thay đổi khơng đối xứng, thân kích cỡ khung không cố định Tuy vậy, ngầm hiểu kích cỡ khung cố định, có nghĩa khung có chu kỳ 250 µs (phần liệu nhanh chèn 125 µs), siêu khung phải có chu kỳ 17 ms Ðương nhiên tốc độ truyền ADSL lớn có kích thước khung lớn Kích cỡ phần đệm xác định theo cấu trúc tốc độ kênh tải thiết lập cấu hình 22 Bài tập lớn mơn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 ban đầu Hơn nữa, kích cỡ phần đệm thay đổi lại trình khai thác Như đề cập khung 0, 1, 34 34 có chức đặc biệt cấu trúc siêu khung ADSL Các khung kiểm tra phần dư cho siêu khung bit thị cho chức khác mào đầu Các khung khác (2 đến 33 36 đến 67) mang thông tin mào đầu cho kênh EOC kênh điều khiển đồng (SC) Tất thông tin tải byte liệu nhanh khung ADSL siêu khung Khung lẻ Khung chẵn Khung crc7 crc6 crc5 crc4 crc3 crc2 crc1crc0 ib7 ib0 0, ib6 ib5 ib4 Ib3 ib2 ib1 Khung Ib15 ib14 ib13ib12ib11ib10ib9 ib8 Ib23 ib22 ib21 ib20 Ib19ib18ib17 ib16 34, 45 Khung 2-23, 36-73 Eoc eoc Eoc eoc eoc Eoc eoc r1 Đk đồng Bộ Eoc13eoc12eoc11eoc10Eoc eoc eoc Sc7 Sc6 Sc5 Sc4 Sc3 Sc2 Sc1 Sc7 Sc6 Sc5 Sc4 Sc3 Sc2 SC1 Hình 2.7 Cấu trúc bit mào đầu byte liệu nhanh Các bit mào đầu liệu nhanh có cấu trúc khác phụ thuộc vào tính chẵn lẻ khung đánh số (hình 1.11) Bốn chức mào đầu thể hình vẽ 18 Các bít sử dụng để xác định lỗi bit thị cho chức OAM khung 0, 1, 34 35 Các khung khác tải bít cấu hình (EOC) bít điều khiển đồng (SC) cho việc xác định cấu trúc kênh tải đồng Bit r1 dành cho tương lai đặt giá trị Có bốn bit khác đặt giá trị Những bit trợ giúp việc nhận dạng khung EOC hay SC Bit bit byte nhanh Phần lớn mào đầu dành cho bít thị Chức chúng định nghĩa bảng 1.5 Bảng 2.5: Chức bit thị 23 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 Bít thị ib0 - ib7 ib8 Ðịnh nghĩa Dành cho tương lai febe-i ib9 fecc-i ib10 febe-ni ib11 fecc-ni ib12 los rdi dành cho tương lai ib13 ib14 - ib23 Các bít thị từ bít đến bít 14 đến 23 (8 bít đầu 10 bít cuối) dành cho tương lai Bít đến 13 định nghĩa Bit thị los (ib12) tín hiệu ADSL ATU sử dụng để xác định tín hiệu hướng ngược lại bị hay bị suy giảm ngưỡng cho phép Nếu tín hiệu bit los = ngược lại Bít rdi sai hỏng đầu xa ADSL ATU sử dụng để xác định khung bị lỗi nặng (SEF) SEF xuất hai siêu khung phối hợp khơng có nội dung mong muốn khung đồng theo sau khung 67 Khái niệm khung đồng với bit điều khiển đồng hoàn toàn khác biệt Giá trị rdi =1 khơng có thơng báo SEF ngược lại Bốn bít thị khác từ ib8 đến ib11 Cả bit biểu thị cho trạng thái lỗi đầu xa ib8 gọi febe-i, thay cho lỗi khối đầu xa liệu chèn siêu khung ADSL Bít dùng để kết kiểm tra CRC liệu chèn siêu khung nhận có khớp với kết tính tốn hay khơng Nếu khớp bit ngược lại ib10 gọi febe-ni, thực chức tương tự cho phần liệu nhanh với giá trị ib9 gọi fecc-i, dùng cho mã sửa lỗi trước (FEC) liệu chèn siêu khung ADSL Bit khơng có lỗi phải sửa ngược lại ib11 gọi fecc-ni thực chức tương tự ib dùng cho liệu nhanh với giá trị • Cấu trúc khung ADSL 24 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 Phần tử tạo nên siêu khung khung ADSL Việc mô tả cấu trúc khung đơn giản khung ADSL nằm siêu khung có cấu trúc cố định Ðối với đệm liệu (nhanh chèn), khung tạo cách đơn giản từ số byte cho kênh tải AS0, AS1 đến AS2 Tiếp đến byte LS0, LS2 cuối LS3 Nếu khơng có byte cho AS LS vùng trống Cuối vài byte mào đầu thêm sử dụng chung cho kênh Thực tế, ADSL có nhiều tốc độ truyền dẫn khác hướng nên cấu trúc phức tạp Chỉ có lớp truyền tải thêm phần cấu tạo chung cho cấu không chặt chẽ Chú ý bit AS LS truyền phần đệm liệu nhanh liệu chèn khung ADSL Mỗi chuỗi số liệu người sử dụng gán cho vùng đệm liệu nhanh chèn suốt trình xử lý ban đầu Tuy nhiên AS gán vào phần đệm nhanh khơng có phần đệm chèn Nói cách khác, khung ADSL có chứa bit cho AS0 vùng đệm liệu nhanh khung thiết phải có số lượng bít tương tự cho AS vùng đệm liệu chèn khung Cấu trúc cho số byte mặc định khung ADSL trình bày bảng 1.6 Tuy nhiên, giá trị mặc định thay đổi Chú ý phần vùng đệm khác khơng giá trị vùng đệm khác phải Bảng 2.6 Vùng đệm mặc định cho lớp truyền tải (T1) Tín hiệu AS0 AS1 AS2 AS3 LS0 LS1 LS2 Phần đệm liệu xen Lớp1 Lớp Lớp Lớp 96 96 48 48 96 48 48 0 0 0 0 2 255 0 0 0 0 Phần đệm liệu nhanh Lớp Lớp Lớp Lớp 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 12 12 25 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 Trên miêu tả nét trúc khung siêu khung ADSL, cần ý lớp truyền tải thứ nhất, cấu trúc mặc định định 96 byte cho AS0 AS1 khung ADSL Vì có bit byte và4000 khung ADSL gửi giây nên tốc độ bít AS0 AS1 3,072 Mbit/s khơng kể đến kích thước khung đầy đủ Như hai kênh tải tin từ tổng đài tới thuê bao hoạt động 3,072 Mbit/s tuỳ chọn thiết lập cho lớp thứ Thực tế trường hợp này, cấu hình mặc định kích thước phần đệm nên nhận giá trị mặc định hiệu Chú ý kênh LS0 có tốc độ 64 kbit/s cho hai hướng Cấu trúc khung ADSL lớp truyền tải thứ gửi từ ATU-C Các byte nhanh truyền trước loại trừ tất byte tới từ đệm chèn Cũng tương tự trên, dịch vụ tốc độ dựa chuẩn 2,048 Mbit/s có qui định kích cỡ mặc định vùng đệm cho lớp truyền tải 2M Giá trị biểu diễn bảng 2.7 Bảng 2.7 Vùng đệm mặc định cho lớp truyền tải (E1) Tín hiệu AS0 AS1 AS2 LS0 LS1 LS2 Phần đệm liệu xen Phần đệm liệu nhanh Lớp 2M-1 Lớp 2M-2Lớp 2M-3 Lớp 2M-1 Lớp 2M-2 Lớp 2M-3 64 64 64 0 64 64 0 0 64 0 0 2 255 0 0 0 5 0 12 12 Các kênh AS0, AS1 AS2 gửi toàn 64 byte khung lớp truyền tải 2M-1 Như có ba kênh tải tin từ tổng đài xuống thuê bao hoạt động tốc độ 2,048 Mbit/s Việc thiết lập cấu hình tuỳ chọn Kích thức vùng đệm mặc định hiệu cấu hình mặc định Trong cấu hình kênh LS0 hoạt động tốc độ 64 kbit/s cho hai hướng 2.6 Kỹ thuật ADSL không sử dụng chia (Splitterless) Kỹ thuật ADSL không sử dụng chia ứng dụng đặc biệt kỹ thuật ADSL Kỹ thuật nhóm Universal nghiên cứu thành tiêu chuẩn G.lite sau ITU chấp nhận thành tiêu chuẩn G992.2 vào thàng 26 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 năm 1999 Mục đích kỹ thuật cho phép đơn giản hoá việc lắp đặt thiết bị cho khách hàng đồng thời cung cấp khả quản lý cao cho nhà khai thác giảm giá thành lắp đặt ban đầu Kỹ thuật ADSL G.Lite đơn giản hoá cách bỏ chia phía khách hàng giữ lại lọc băng thông cao modem ADSL Như phía modem ADSL nhận tín hiệu tần số cao dành cho ADSL cịn phí thoại nhận loại tín hiệu thoại ADSL có tín hiệu toại chuyển sang tín hiệu âm nhiên phần tín hiệu ADSL chuyển sang tín hiệu âm có nghĩa chát lượng thoại bị ảnh hưởng Với kỹ thuật modem G.Lite điện thoại khách hàng hoạt động hệ thống dây dẫn cho phép khách hàng sử dụng dịch vụ thoại hay modem băng tần thoại cách bình thường Việc trái ngược với ADSL thơng thường phải có đường dây dẫn riêng cho ADSL dịch vụ điện thoại sau tín hiệu qua chia (thông thường đoạn dây dẫn tới modem ADSL) Hình 2.8 Các dịch vụ kỹ thuật ADSL cung cấp Khái niệm ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) - đường thuê bao số không đối xứng kỹ thuật làm thay đổi hoàn toàn lực đường thuê bao thoại truyền thống Kỹ thuật cho phép truyền đồng thời tín hiệu thoại nhiều dịch vụ tốc độ cao khác (truyền số liệu, thông tin) với chất lượng tốt đôi dây đồng Ðiều đem lại lợi ích lớn cho nhà khai thác khu vực thuê bao dân cư lẫn thuê bao công sở 27 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 Sau xem xét yếu tố thúc đẩy việc triển khai rộng rãi kỹ thuật ADSL giới - ADSL cho phép tận dụng đôi cáp đồng thuê bao cho truy nhập Internet từ xa với tốc độ cao qua mạng kết hợp dịch vụ Về bản, ADSL giải pháp trung gian cung cấp dịch vụ băng rộng mạng viễn thơng - ADSL có khả đáp ứng cho ứng dụng đòi hỏi thời gian thực, đa phương tiện dịch vụ video băng rộng chất lượng cao Những ứng dụng bao gồm: tính tốn cộng đồng, hội nghị qua truyền hình, đào tạo từ xa dịch vụ video theo yêu cầu - Hiện nay, ngành công nghiệp nghiêng mạnh theo hướng phát triển dựa tiêu chuẩn Ðiều tạo liên kết hoạt động công ty nhanh chóng hình thành thị trường đồng Ðây mơi trường đảm bảo cho tồn ADSL - ADSL mang lại cho nhà khai thác khả mềm dẻo việc cung cấp băng tần dịch vụ (tốc độ cố định lựa chọn tốc độ thích hợp) chất lượng dịch vụ tốt modem tương tự • Nhanh gần 300 lần modem 24,4 kbit/s • Nhanh 100 lần modem 56 kbit/s • Nhanh gấp 70 lần ISDN tốc độ 128 kbi/s - ADSL giải pháp mang lại lợi ích cho nhà cung cấp dịch vụ nhờ vào việc tận dụng sở hạ tầng có Nhà khai thác phải bảo dưỡng đôi dây thuê bao dịch vụ điện thoại truyền thống để cung cấp dịch vụ truyền số liệu thoại - ADSL cho phép nhà khai thác cung cấp kênh đảm bảo riêng khách hàng nhà cung cấp dịch vụ: Khách hàng làm chủ đường truyền liệu mình, điều khác với dịch vụ modem thoại bị chia đường truyền cho dịch vụ khác • • Tốc độ đường truyền khơng bị ảnh hưởng người sử dụng khác 28 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 khách hàng sở hữu đường truyền Với dịch vụ qua modem thông thường tốc độ bị giảm xuống đáng kể có thêm người sử dụng - ADSL chế độ chờ sẵn sàng truyền tin khách hàng cần ADSL kết nối sẵn đường thuê bao điện thoại thơng thường hoạt động khơng phải bỏ phí thời gian cho việc quay số đợi kết nối nhiều lần ngày - Tất nhà cung cấp dịch vụ lớn tiến hành thử nghiệm chứng minh tính hấp dẫn ADSL Hiện nay, ADSL đưa vào khai 29 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh thác toàn giới với kết vượt mong đợi năm 1998 và1999 Về khía cạnh thị trường, hầu hết nhà cung cấp thiết bị thương mại hoá hệ sản phẩm thứ hai thứ ba với độ hoàn thiện cao giá thành thấp - ADSL trở thành kỹ thuật thập kỷ tới mạng xây dựng ADSL phù hợp cho việc tải lưu lượng ATM - ADSL cầu nối thông tin tới kỷ sau mà không cần thay sở hạ tầng mới, khơng cần thêm chi phí ngồi luồng tái đầu tư Tài liệu tham khảo http://tailieu.vn/tag/tai-lieu/ADSL.html Tài liệu ADSL - thầy Đặng Quốc Anh http://www.diendandaihoc.com.vn/ http://www.ebook.edu.vn/?page=1.6&view=10500 30 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh ... http://www.diendandaihoc.com.vn/ http://www.ebook.edu.vn/?page=1.6&view=10500 30 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh 31 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh ... 4.608 18 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 6.144 Số lượng kênh phụ4 lớn (AS0,AS1,AS2 (AS0, ,AS3) AS1,AS2) (AS0) (AS0,AS1) Kênh tải song hướng Dung lương lớn6 40... tốc 20 Bài tập lớn môn Kĩ Thuật Ghép Kênh Khoa Điện- Điện Tử Lớp:ĐHĐT1_K1 độ bit tổng Khi ghép với tốc độ mào đầu lớn kênh song cơng tốc độ lớp thứ tăng từ 6,144 Mbit/s tới 6,976 Mbit/s (lớn nhất)