Khái niệm ADSL và mạng ADSL

Khái niệm ADSL và mạng ADSL

ADSL Đặng Quốc Anh Chương 3: ADSL 3.1 Tổng quan ADSL 3.1.1 Khái niệm ADSL Dịch vụ ADSL cung cấp số kênh truyền tải khác với kết hợp số dịch vụ khác: dịch vụ ADSL đôi dây với dịch vụ dải tần thoại (bao gồm POTS dịch vụ truyền số liệu dải tần thoại) Tín hiệu ADSL chiếm dải tần số cao dải tần thoại tách lọc, dịch vụ ADSL đôi dây với dịch vụ ISDN Tín hiệu ADSL chiếm dải tần số cao dải tần thoại tách lọc, dịch vụ ADSL đôi dây với dịch vụ dải tần thoại (bao gồm POTS dịch vụ truyền số liệu dải tần thoại) với dịch vụ ISDN với đôi dây bên cạnh Theo chiều từ mạng tới phía khách hàng (chiều downstream) kênh truyền tải bao gồm kênh truyền tải song công tốc độ thấp kênh truyền tải đơn công tốc độ cao Trong chiều ngược lại upstream ADSL cung cấp kênh truyền tải tốc độ thấp Hệ thống truyền dẫn thiết kế để hoạt động cáp kim loại xoắn đôi nhiều cỡ dây hỗn hợp Kỹ thuật truyền tải ADSL xây dựng dựa điều kiện cuộn tải có vài trường hợp hạn chế nhánh rẽ chấp nhận 3.1.2 Maïng ADSL Internet Access Server Central Office Customer POTS Work-athome Server Video-ondemand Server TCP/IP Router ATM Switch Access Node M U X ADSL ADSL n POTS n Info & Advertiser Server Hình 3.1 Mạng ADSL 95 ADSL New Services POTS Customer n ADSL n New Services POTS n Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai Công nghệ ADSL không đơn cách download nhanh trang web Internet máy tính cá nhân gia đình mà ADSL phần kiến trúc nối mạng tổng thể hỗ trợ mạnh mẽ cho người sử dụng dân dụng doanh nghiệp nhỏ tất dạng dịch vụ thông tin tốc độ cao Ở dịch vụ thông tin tốc độ cao có nghóa thông tin có tốc độ liệu từ hay Mbps trở lên Hình 3.1 minh hoạ mạng thông tin tốc độ cao dựa công nghệ ADSL Hình vẽ 3.2 3.3 cấu hình thực tế ADSL tương ứng với trường hợp hay có hệ thống DLC Với dạng đơn giản kiến trúc khách hàng cần phải có modem ADSL Modem ADSL có số jack cắm RJ11 dùng cho máy điện thoại thời SOHO Các port khác port dành cho 10BASE-T Ethernet để kết nối với máy tính cá nhân hay hộp giao tiếp TV dùng cho nhiều dịch vụ khác truy xuất Internet tốc độ cao hay video on demand (xem phim theo yêu cầu) Hình 3.2 Kiến trúc ADSL hệ thống DLC Hình 3.3 Kiến trúc G.Lite ADSL Một tách dịch vụ thực tách dịch vụ POTS khỏi dịch vụ số Hình vẽ 3.4 so sánh cấu hình CPE trường hợp ADSL G.DMT ADSL G.Lite Trong trường hợp ADSL G.Lite thay phải lắp đặt POTS splitter CPE ta cần lắp đặt lọc microfilter dễ lắp đặt có giá thành rẻ đạt tốc độ số liệu ADSL Ở phía tổng đài dịch vụ thoại tương tự chuyển sang cho chuyển mạch tổng đài tách dịch vụ khác Vòng thuê bao ADSL kết thúc Access node Access node dạng DSLAM thực ghép đường dây ADSL lại với Mặt bên Access node kết nối với router TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) hay chuyển mạch ATM Các chuyển mạch định tuyến nàyb cho phép người sử dụng truy xuất dịch vụ họ chọn lựa Cần lưu ý dịch vụ đặt tổng đài nội hạt điều hành 96 ADSL Đặng Quốc Anh CLEC hay ILEC Trong nhiều trường hợp server đặt gần tổng đài nội hạt Trong trường hợp điển hình server cung cấp dịch vụ truy xuất Internet, server work-at-home (corporate Intranet), server video-on-demand hay server cung cấp dịch vụ quảng cáo, cung cấp thông tin Lưu ý việc truy xuất dịch vụ TCP/IP hay ATM ADSL hỗ trợ Hình 3.4 So sánh CPE G.DMT G.Lite 3.1.3 Các thành phần thiết yếu ADSL ADSL kiến trúc mạng hoàn chỉnh Như nói trên, ADSL không cách để truy xuất nhanh trang web Internet mà ADSL phương tiện hỗ trợ mạnh mẽ dịch vụ số liệu tốc độ cao cho người sử dụng gia đình doanh nghiệp nhỏ Những dịch vụ cung cấp môi trường cạnh tranh phong phú từ lónh vực giáo dục lónh vực tài Hình 3.5 mô tả chi tiết ADSL Terminal Unit-Remote (ADSL ATU-R) Thiết bị hộp giao tiếp TV hay máy tính cá nhân mà không cần thêm thiết bị Việc dây từ ATU-R đến đến thiết bị đầu cuối đơn giản dây 10BASE-T LAN, phức tạp mạng ATM riêng hay mẻ Consumer Electronics Bus sử dụng dây điện lực sẵn có để gởi thông tin Dù sử dụng cho truyền liệu tốc độ cao việc dây cho dịch vụ thoại không thay đổi có splitter dùng để tách riêng tín hiệu tương tự Services: Internet Education Video Corporate Commercial Government POTS Splitter Premises Access Access Node ATU-C M U X ATU-C ATU-C PSTN CO Switch Set-top box PC 10BASE-T (LAN) ATM CEBus, Telephone(s) Hình 3.5 Các thành phần thiết yếu mạng ADSL 97 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai Ở tổng đài nội hạt dịch vụ thoại tương tự chuyển sang cho chuyển mạch thoại PSTN qua tách dịch vụ đặt tổng đài tín hiệu ADSL DSLAM ghép lại Dó nhiên khác với ISDN ta thực thay đổi phần mềm chuyển mạch tổng đài nội hạt triển khai dịch vụ ADSL Hơn ADSL lại làm giảm lưu thoại vốn làm tắc nghẽn thiết bị chuyển mạch, truyền dẫn thoại dịch vụ liệu gây Những dịch vụ công nghệ ADSL đem lại đặt tổng đài nội hạt nơi khác Các dịch vụ tổng đài nội hạt thực hay nhà cung cấp dịch vụ tư nhân có giấy phép Các dịch vụ bao gồm truy xuất Internet, cung cấp tài liệu đào tạo, giáo dục, video (on-demand hay broadcast), corporate (telecommuting), thương mại (bán sách, xe hơi, ) thông tin phủ (như thông tin thuế chẳng hạn) Lưu ý đường liên kết ADSL phải sử dụng DACS (Digital Access and Cross connect) để gom lưu lượng đưa đến nhà cung cấp dịch vụ Dó nhiên nhà cung cấp dịch vụ nhà cung cấp đường liên kết ADSL (ADSL link) nên tất dịch vụ đặt trực tiếp tổng đài nội hạt thực tế có hai cách để thực việc cung cấp dịch vụ Theo cách thứ đường liên kết ADSL tập trung lại DSLAM chuyển sang cho thiết bị DACS DACS đưa đến hệ thống truyền dẫn tốc độ cao đường truyền T3 không phân kênh chẳng hạn có tốc độ 45 Mbps dẫn đến nhà cung cấp dịch vụ Internet Tất liên kết kết thúc định tuyến Internet gói liệu chuyển vận hai chiều nhanh chóng với Internet Các mạng Intranet cộng tác có cấu hình tương tự Đây phương pháp đơn giản Tuy nhiên, tốc độ tổng cộng liên kết ADSL theo phương pháp không 45 Mbps theo chiều Phương pháp thứ hai điểm truy xuất (access node) liên kết trực tiếp tới định tuyến IP hay chuyển mạch ATM đặt gần điểm truy xuất Ở phương pháp này, sử dụng việc tập trung lưu lượng vào đường truyền vật lý từ điểm truy xuất tới định tuyến IP hay chuyển mạch ATM Điểm truy xuất tiêu điểm gây nhiều ý công việc tiêu chuẩn hoá ADSL Hiện nay, hầu hết điểm truy xuất ADSL thực việc ghép lưu lượng đơn giản Điều có nghóa tất bit liệu gói liệu vào điểm truy xuất truyền tải mạch đơn giản Chẳng hạn, trường hợp tương đối điển hình có 10 khách hàng ADSL nhận liệu theo chiều downstream với tốc độ Mbps gởi liệu theo chiều upstream với tốc độ 64 Kbps liên kết điểm truy xuất mạng dịch vụ (như Internet chẳng hạn) phải có dung lượng tối thiểu 10 × 2Mbps = 20Mbps cho chiều để tránh tượng tắc nghẽn hay bị bỏ bớt gói số liệu Mặc dù tốc độ liệu theo chiều xuống 64 Kbps × 10 = 640 Kbps nhỏ 20 Mbps nhiều chất truyền dẫn đối xứng đường truyền ghép kênh số nên tốc độ hai chiều phải Việc cải tiến hệ thống ADSL thực ghép kênh thống kê (statistical multiplexing) điểm truy xuất ADSL hay cung cấp cho DSLAM ADSL vài khả chuyển mạch gói trực tiếp Nếu thực ghép kênh thống kê dựa chất xuất cụm số liệu kiểu gói để bố trí đường liên kết tốc độ thấp lúc tất khách hàng gởi gói số liệu Trường hợp điểm truy xuất ADSL có sẵn định tuyến hay khả chuyển mạch ATM dung lượng ghép nhỏ Dù thực cách dung lượng ghép giảm 20 Mbps 98 ADSL Đặng Quốc Anh 3.1.4 Tiêu chuẩn hoá ADSL Cũng công nghệ khác, ADSL cần phải tiêu chuẩn hoá Người sử dụng cần sản phẩm dựa công nghệ tiêu chuẩn hoá chúng thực ổn định, độc lập với nhà sản xuất làm việc với thiết bị khác loại Ở Hoa Kỳ, tiêu chuẩn cho ADSL lớp vật lý lần Viện Tiêu chuẩn hoá Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI: American National Standards Institute) mô tả tiêu chuẩn T1.413-1995 Nói cách khác, tài liệu mô tả xác cách thiết bị ADSL liên lạc với qua vòng thuê bao tương tự Tiêu chuẩn thực ý định mô tả toàn kiến trúc mạng dịch vụ ADSL Tiêu chuẩn không mô tả chức bên điểm truy xuất ADSL Tiêu chuẩn xác định vấn đề ADSL mã đường truyền (cách truyền bit liệu) cấu trúc khung (cách tổ chức dòng bit liệu) đường dây Các sản phẩm ADSL sản xuất sử dụng kỹ thuật mã đường dây kỹ thuật điều chế CAP, QAM DMT Có kỹ thuật mã đường dây khác thử nghiệm phòng thí nghiệm ba phương pháp điều chế thông dụng Dù cho sử dụng kỹ thuật mã đường dây dùng đôi dây cho truyền dẫn tín hiệu song công phải sử dụng hai phương pháp: song công phân tần (FDD: Frequency Division Duplexing) hay triệt tín hiệu dội (Echo cancellation) Với phương pháp thực song công phân tần dải tần truyền dẫn chia thành dải tần upstream dải tần downstream Phương pháp triệt tiếng dội khử bỏ phần tín hiệu máy phát tác động vào chiều thu Với ADSL phương pháp song công thực kết hợp song công phân tần triệt tiếng dội với chất bất đối xứng dải tần tín hiệu ADSL, dải tần hai chiều upstream downstream chồng lấn khớp Tháng năm 1999 ITU-T cho đời khuyến nghị G.992.1 cho ADSL G.DMT khuyến nghị G.992.2 cho ADSL G.Lite Việc tiêu chuẩn hoá cho ADSL ITU-T dừng lại thiết bị thu phát ADSL mà chưa có tiêu chuẩn cho kiến trúc mạng ADSL 3.2 G.DMT ADSL 3.2.1 Mô hình chuẩn hệ thống ADSL Mô hình chuẩn hệ thống ADSL hình 3.6 minh hoạ sơ đồ khối chức cần thiết cho dịch vụ ADSL Giao tiếp ADSL thực nhiều việc hỗ trợ dòng bit hai chiều cho khách hàng dù tuỳ chọn Cũng hầu hết phương tiện chuyển vận khác, ADSL phương tiện chuyển vận theo khung (framed transport) Dòng bit khung ADSL chia thành tối đa kênh truyền tải lúc Các kênh truyền tải chia thành hai loại Có thể có đến bốn kênh truyền tải độc lập, đơn công theo chiều downstream Bốn kênh truyền tải đơn công ký hiệu AS0, AS1, AS2, AS3 Cụm ký tự "AS" không mang ý nghóa thực Bên cạnh kênh đơn công ASx có đến tối đa ba kênh truyền tải song công dùng để truyền tải liệu theo hai chiều downstream upstream Ba kênh truyền tải song công ký hiệu LS0, LS1, LS2 Cũng cụm ký tự "AS", cụm ký tự "LS" không mang ý nghóa thực Lưu ý kênh truyền tải kênh luận lý bit tất 99 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai kênh truyền đồng thời đường dây ADSL Bất kỳ kênh truyền tải lập trình để truyền tải tốc độ bit bội số 32 Kbps Các dòng bit có tốc độ phức tạp hơn, bội số 32 Kbps hỗ trợ phải tải bit phụ trội vùng overhead dùng chung khung ADSL Ví dụ truyền tải 70 Kbps phải tải Kbps phụ trội vùng overhead dùng chung khung ADSL V U Core Network Access Network SNI NT1 XNI S T NT2 TA P H Y NT T-R ATU-C PSTN or ISDN Signal lines Interfaces Splitter C Customer Premises network U-R SM h–p h–p l–p SM T/S P H Y ATU-R U-C Narrowband network User Terminal XNI V-C Broadband network R U-C U-R l–p Splitter R POTS or ISDN service Telephone set, voiceband modem, or ISDN terminal T1532320-99 Hình 3.6 Mô hình chuẩn hệ thống ADSL Lưu ý: Các giao tiếp V-C V-R xác định theo chức logic không theo chức vật lý Giao tiếp V-C bao gồm giao tiếp đến hay nhiều hệ thống chuyển mạch (ATM hay STM) Khi giao tiếp V-C V-R tích hợp chung thiết bị giao tiếp trở thành chọn lựa Các lọc thông cao phận tách dịch vụ tích hợp ATU-x Khi giao tiếp U-C U-R nhập Có thể xen cung cấp số vào vị trí V-C Vì truyền tín hiệu bất đối xứng đường dây nên tín hiệu truyền dẫn phải phân biệt điểm chuẩn U-C U-R Có nhiều giao tiếp T-R xác định ADSL cung cấp nhiều kiểu giao tiếp T/S Các kênh bội số 32 Kbps lý tưởng ADSL thiết lập bốn kênh truyền tải đơn công cho chiều downstream có tốc độ bội số 48 × 32 Kbps = 1536 Kbps Các tốc độ có 1536 Kbps, 3072 Kbps, 4608 Kbps 6144 Kbps Trong kênh truyền tải song công truyền tải kênh điều khiển (control channel) vài kênh ISDN (kênh BRI 384 Kbps) Cần lưu ý thân ADSL không hạn 100 ADSL Đặng Quốc Anh chế cho kênh truyền tải Những tiêu chuẩn hoá cho tương lai thực kênh T1, hay E1 tốc độ đầy đủ (1544 Kbps 2048 Kbps) Không có tốc độ tối đa cho kênh truyền tải mà có giới hạn phụ thuộc vào dung lượng toàn kết nối ADSL Bảng 3.1 Giới hạn truyền dẫn cho tốc độ truyền tải kênh phụ ADSL Bearer channel Lowest Required Integer Multiple Largest Required Integer Multiple Corresponding Highest Required Data Rate (kbit/s) AS0 192 6144 AS1 144 4608 AS2 96 3072 AS3 48 1536 LS0 20 640 LS1 20 640 LS2 20 640 Bảng 3.2 Thuật ngữ tốc độ liệu ADSL truyền tải chế độ STM Data Rate Equation (kbit/s) Reference Point STM data rate = "Net data rate" Σ(BI, BF) × 32 (Note) ASx + LSx "Net data rate" + Frame overhead rate = "Aggregate data rate" Σ(KI, KF) × 32 A "Aggregate data rate" + RS Coding overhead rate = "Total data rate" Σ(NI, NF) × 32 B "Total data rate" + Trellis Coding overhead rate = Line rate Σ bi × U NOTE – Net data rate increase by 16 kbit/s if a 16 kbit/s "C"-channel is used Các sản phẩm ADSL thiết lập nhiều tốc độ liệu kênh phụ khác cho tốc độ bit truyền tải mặc định Cùng lúc cho phép tốc độ chuyển vận tối đa cho tất kênh truyền tải AS Các giới hạn cho chế độ truyền dẫn đồng STM cho bảng 3.1 Bảng 3.2 liệt kê thuật ngữ tốc độ liệu ADSL truyền tải chế độ đồng STM Các hệ thống ADSL bắt buộc phải hỗ trợ AS0 Số tối đa kênh phụ sử dụng lúc số tối đa kênh truyền tải chuyển vận lúc hệ thống ADSL tùy thuộc vào phân loại chuyển vận hệ thống ADSL sử dụng Phân loại chuyển vận hỗ trợ tùy thuộc vào tốc độ đường dây đạt vòng thuê bao ADSL cụ thể cấu hình kênh phụ tối đa hoá số kênh phụ hay tối đa hoá tốc độ đường dây Chuyển đổi tốc độ số kênh phụ chưa tiêu chuẩn hoá Hiện nay, cấu trúc tốc độ liên kết ADSL cố định Phân loại chuyển vận cho ADSL đánh số từ tới Các hệ thống ADSL bắt buộc phải hỗ trợ phân loại chuyển vận loại và hỗ trợ phân loại chuyển vận tùy chọn 101 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai Thêm vào có phân loại chuyển vận cố định tùy chọn 2M dùng cho hệ thống truyền dẫn dựa E-carrier 2048 Kbps sử dụng bên Hoa Kỳ Phân loại chuyển vận loại bắt buộc dùng cho vòng thuê bao ngắn đem lại tốc độ truyền tải theo chiều downstream lớn cấu hình ADSL Phân loại thực truyền tải chiều downstream 6144 Mbps thực kết hợp từ tới bốn kênh truyền tải bội số 1536 Kbps Phân loại chuyển vận loại bắt buộc phải có kênh phụ 6144 Kbps AS0 Phân loại chuyển vận loại có cấu hình tùy chọn sau với tổng dung lượng truyền dẫn lên đến 6144 Kbps: Một kênh truyền tải 4608 Kbps kênh truyền tải 1536 Kbps Hai kênh truyền tải 3072 Kbps Một kênh truyền tải 3072 Kbps hai kênh truyền tải 1536 Kbps Bốn kênh truyền tải 1536 Kbps Phân loại chuyển vận loại tùy chọn thực truyền tải theo chiều downstream dung lượng 4608 Kbps Phân loại có từ kết hợp từ tới ba kênh truyền tải bội số 1536 Kbps Các hệ thống cung cấp hay tất tốc độ truyền tải tốc độ truyền tải bắt buộc AS3 không sử dụng cho phân loại chuyển vận loại Phân loại chuyển vận loại có 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 kênh truyền tải 1536 Kbps Ba kênh truyền tải 1536 Kbps Phân loại chuyển vận loại tùy chọn thực truyền tải theo chiều downstream dung lượng 4608 Kbps Phân loại có từ kết hợp từ tới hai kênh truyền tải bội số 1536 Kbps Các hệ thống cung cấp hay tất tốc độ truyền tải tốc độ truyền tải bắt buộc AS2 AS3 không sử dụng cho phân loại chuyển vận loại Phân loại chuyển vận loại có 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 bắt buộc thực vòng thuê bao dài lại truyền tải tốc độ số liệu theo chiều downstream thấp Kênh truyền tải 1536 Kbps kênh AS0 ADSL xác định đặc tính cho mạng dựa phân cấp truyền dẫn PDH E-carrier 2048 kbps sử dụng phổ biến Hoa Kỳ Trong thực tế, tất đặc tính cấu trúc vòng thuê bao nội hạt sử dụng Hoa Kỳ xác định phụ Annex H tiêu chuẩn ANSI T1.413-1995 Chỉ có AS0, AS1, AS2 sử dụng để hỗ trợ cấu trúc 2M liệt kê bảng 3.3 Cũng với cấu trúc 1536 Kbps hỗ trợ AS0 yêu cầu tối thiểu Số tối đa kênh phụ hoạt động đồng thời số tối đa kênh truyền tải dùng để chuyển vận đồng thời hệ thống ADSL tùy thuộc vào phân loại chuyển vận Hơn nữa, hỗ trợ phân loại chuyển vận phụ thuộc vào tốc độ đường dây đạt vòng thuê bao ADSL cấu hình kênh phụ cấu hình đến số kênh phụ tối đa hay tốc độ truyền liệu tối đa Chuyển đổi tốc độ số kênh phụ chưa tiêu chuẩn hoá Hiện nay, cấu trúc tốc độ liên kết ADSL cố định 102 ADSL Đặng Quốc Anh Bảng 3.3 Các giới hạn tốc độ kênh phụ ADSL cho hệ thống 2048 Kbps Sub-channel AS0 AS1 AS2 Sub-channel Data Rate n0 × 2048 Kbps (optional) n1 × 2048 Kbps (optional) n2 × 2048 Kbps (optional) Allowed values of nx n0 = 0, 1, 2, n1 = 0, 1, n2 = 0, Đối với cấu trúc 2M, phân loại chuyển vận cho ADSL đánh số từ 2M-1 tới 2M-3 Hỗ trợ tất phân loại chuyển vận 2M tùy chọn Các cấu hình phân loại chuyển vận 2M phải tuân theo chặt chẽ phân loại chuyển vận hệ thống 1536 Kbps Điều có nghóa phân loại chuyển vận 2M-1 phải hoạt động phạm vi dung lượng downstream tổng cộng 6144 Kbps Phân loại chuyển vận loại 2M-1 xây dựng từ kết hợp từ tới ba kênh truyền tải hoạt động bội số 2048 Kbps Tất cấu hình phân loại chuyển vận 2M-1 tùy chọn thực cấu hình sau với tốc độ liệu tổng cộng lên đến 6144 Kbps: Một kênh truyền tải 6144 Kbps Một kênh truyền tải 4096 Kbps kênh truyền tải 2048 Kbps Ba kênh truyền tải 2048 Kbps Phân loại chuyển vận loại 2M-2 tùy chọn truyền chiều downstream 4096 Kbps 2M-2 xây dựng từ kết hợp hay hai kênh truyền tải hoạt động tốc độ bội số 2048 Kbps Các hệ thống cung cấp hay tất tốc độ truyền tải tốc độ truyền tải bắt buộc AS2 không sử dụng phân loại chuyển vận 2M-2 Phân loại chuyển vận 2M-2 thực 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 liệu ADSL truyền tải chế độ ATM Data Rate 53 × × ATM cell rate Equation (kbit/s) Reference Point = "Net data rate" Σ(BI, BF) × 32 ASx + LSx "Aggregate data rate" Σ(KI, KF) × 32 A Σ(NI, NF) × 32 B Σ bi × U "Net data rate" + Frame overhead rate = "Aggregate data rate" + RS Coding overhead rate = "Total data rate" "Total data rate" + Trellis Coding overhead rate = Line rate Phân loại chuyển vận 2M-3 tùy chọn hoạt động với vòng thuê bao dài có tốc độ truyền liệu theo chiều downstream nhỏ Kênh truyền tải kênh 2048 Kbps hoạt động AS0 Một điều cần lưu ý chuyển vận ADSL hệ thống ADSL có tùy chọn hỗ trợ chuyển vận cell ATM theo chiều downstream Các cell ATM có độ dài cố định ngắn 53 octet Mỗi cell ATM bao gồm header octet payload 48 octet Thông tin truyền tải phần payload 48 octet theo quy tắc ATM Adaption Layer (AAL1) AAL xác định dạng thông tin vùng payload cell ATM Với AAL1 hỗ trợ liệu tốc độ bit không đổi (CBR: 103 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai Constant Bit Rate) độ trễ ổn định qua mạng với kết nối hai đầu AAL1 gồm octet dành cho overhead 47 octet lại để chuyển thông tin người sử dụng AAL1 cách dễ dàng đơn giản để thực cell ATM giống kênh số liệu truyền thống Khi ADSL sử dụng để chuyển vận cell ATM theo chiều downstream có AS0 sử dụng nên có cấu hình AS0 hoạt động với tốc độ khác Các tốc độ xác định phân loại chuyển vận ATM từ đến hoạt động tốc độ 1760 Kbps, 3488 Kbps, 5216 Kbps 6944 Kbps Mỗi hệ thống ADSL có đến ba kênh truyền tải song công hoạt động lúc giao tiếp ADSL Một kênh truyền tải song công luôn bắt buộc kênh điều khiển ký hiệu kênh C (control channel) Kênh C mang thông điệp báo hiệu chọn dịch vụ thiết lập gọi Tất báo hiệu từ người sử dụng tới mạng cho kênh đơn công chiều downstream truyền tải kênh điều khiển C kênh điều khiển C mang thông điệp báo hiệu cho kênh truyền tải song công Kênh C luôn tích cực hoạt động tốc độ 16 Kbps phân loại chuyển vận 2M-3 Trong phân loại chuyển vận hay 2M-3 thông điệp kênh C luôn chuyển vùng overhead đặc biệt khung liệu ADSL Các phân loại chuyển vận khác sử dụng kênh C 64 Kbps thông điệp chuyển vận kênh truyền tải song công LS0 Ngoài kênh C, hệ thống ADSL có thêm hai kênh truyền tải đối xứng tùy chọn LS1 hoạt động tốc độ 160 Kbps LS2 hoạt động tốc độ 384 Kbps hay 576 Kbps Cấu trúc xác kênh song công đối thay đổi tùy theo phân loại chuyển vận định nghóa cho kênh truyền tải đơn công Bảng 3.5 cấu trúc kênh truyền tải song công với kênh truyền tải đơn công phân loại chuyển vận Bảng 3.5 Các kênh truyền tải đối xứng ADSL tốc độ tối đa phân loại chuyển vận hỗ trợ Transport class or 2M-1 (minimum range) 2,3 or 2M-2 (mid range) or 2M-3 Optional Duplex Bearers that may Transported (1) Configuration 1: 160 Kbps + 384 Kbps Configuration 2: 576 Kbps Configuration 1: 160 Kbps Configuration 2: 384 Kbps (2) 160 Kbps be Active ADSL Sub-channels LS1, LS2 LS2 LS1 LS2 LS1 3.2.2 Mô hình chuẩn thiết bị ADSL Hình 3.7 đến hình 3.10 yêu cầu cho máy thu phát DMT mà mô hình ngắn gọn xác để mô tả dạng tín hiệu DMT Trong hình vẽ này, Zi sóng mang phụ DMT thứ i (được xác định miền tần số), xn mẫu ngõ IDFT thứ n (được xác định miền thời gian) Bộ DAC khối xử lý dạng sóng tương tự hình vẽ xây dựng dạng sóng tương tự tương ứng với mẫu tín hiệu số rời rạc ngõ vào Việc sử dụng mô hình chuẩn cho phép tất dạng sóng tín hiệu mô tả qua chuỗi ký hiệu DMT, {Zi} cần thiết để tạo tín hiệu 104 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai ATM layer ATM0 Tx_ATM0 P Tx_Cell_Handshake0 O R Rx_ATM0 T ATU-C Rx_Cell_Handshake0 ATM1 Tx_ATM1 P O R T Tx_Cell_Handshake1 Rx_ATM1 Rx_Cell_Handshake1 NTR Digital Network Operations, administration, maintenance and control V-C T1532380-99 Hình 3.11 Giao tiếp ATU-C chuyển vận ATM điểm chuẩn V-C Cell-by-cell Bit-by-bit Correct HEC HUNT PRESYNC Incorrect HEC ALPHA consecutive incorrect HEC DELTA consecutive correct HEC SYNC Cell-by-cell T1532390-99 Lưu ý: Theo khuyến nghị I.432.1 giá trị chuẩn cho ALPHA DELTA Tuy nhiên, việc dùng giá trị ALPHA DELTA theo khuyến nghị I.432 (ALPHA = 7, DELTA = 6) không thành công trường hợp đặc tính truyền dẫn đặc biệt ADSL Hình 3.12 Sơ đồ trạn thái thiết bị tách tế bào ATM 108 ADSL Đặng Quoác Anh superframe (17 ms) frame frame crc 0-7 in fast synch bytes i.b.'s 0-7 in fast byte frame frame 34 frame 35 i.b.'s 8-15 in fast byte i.b.'s 16-23 in fast byte frame 66 frame 67 Synch symbol No user or bit-level data frame data buffer (68/69 × 0.25 ms) interleaved data buffer fast data buffer fast byte fast data FECf redundancy (Interleaved data) NI bytes RF bytes byte [Constellation encoder input data frame, point (C)] KF bytes [Mux data frame, point (A)] NF bytes [FEC output or constellation encoder input data frame, points (B), (C)] T1532410-99 Hình 3.13 Cấu trúc superframe ADSL máy phát ATU-C Đa khung (superframe) ADSL gồm 68 khung Một số khung 68 khung có chức đặc biệt Chẳng hạn khung khung dùng để truyền tải thông tin kiểm soát sai (error control) CRC (Cyclic Redundancy Check) bit thị (indicatoir bit: ib) để quản lý liên kết Các bit thị khác truyền tải khung 34 35 Có khung đồng đặc biệt theo sau đa khung mà không mang thông tin người sử dụng Một đa khung ADSL truyền 17 ms Vì liên kết ADSL liên kết điểm nối điểm nên không cần phải định vị địa khung, không cần identifier Trong đa khung ADSL có khung ADSL Mỗi khung ADSL truyền 25 ms (1/4000 giây) gồm hai phần Phần thứ liệu nhanh (fast data) Dữ liệu nhanh liệu nhạy với thời gian trễ audio, video, từ nhà cung cấp ADSL cố gắng thực với độ trễ nhỏ Một octet đặc biệt gọi fast byte đặt trước tầng liệu nhanh để mang thông tin CRC hay bit thị cần Dữ liệu nhanh bảo vệ trường FEC để sửa sai liệu nhanh âm thanh, hình ảnh sửa sai gởi lại Phần thứ hai khung chứa thông tin từ đệm xen kẽ (interleaved data buffer) Dữ liệu xen kẽ đóng gói phải không bị tác động nhiễu nên cần xử lý phức tạp tốn nhiều thời gian trễ Việc xen kẽ liệu làm cho liệu bị công Phân khung này dùng cho liệu túy liệu truy xuất Internet chẳng 109 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai hạn Tất nội dung khung ngẫu nhiên hoá trước truyền để tối thiểu hoá trường hợp đồng khung Lưu ý kích thước cố định cho khung ADSL Vì tốc độ đường dây ADSL thay đổi bất đối xứng nên kích thước khung ADSL thay đổi Tuy nhiên, kích thước khung ADSL có yếu tố cố định khung phải truyền sau 25 ms đa khung truyền 17 ms Dó nhiên tốc độ đường dây ADSL lớn cần kích thước khung ADSL lớn Kích thước đệm xác định qua tốc độ cấu trúc kênh truyền tải cấu hình từ đầu Tiêu chuẩn không ngăn cản cấu trúc lại không xác định phương pháp cấu trúc lại Như nói trên, khung 0, 1, 34 35 có vai trò đặc biệt đa khung ADSL Những khung mang thông tin CRC khung bit thị thông tin overhead Các khung khác gồm khung đến khung 33 khung 36 đến khung 67 có truyền thông tin overhead kênh EOC điều khiển đồng Tất thông tin truyền tải vị trí byte fast data khung đa khung ADSL Phần overhead fast data có cấu trúc khác tùy thuộc vào khung chẵn hay khung lẻ Cấu trúc tất bit byte liệu nhanh minh hoạ hình veõ 3.14 Odd-numbered frames (immediately follow even-numbered frame to the left) Even-numbered frames msb Frames 0, Frames 34, 35 Frames eoc 2-33, Synch 36-67 Control lsb msb lsb crc7 crc6 crc5 crc4 crc3 crc2 crc1 crc0 ib7 ib15 ib14 ib13 ib12 ib11 ib10 ib9 ib23 ib22 ib21 ib20 ib19 ib18 ib17 ib16 ib8 eoc6 eoc5 eoc4 eoc3 eoc2 eoc1 r1 sc7 sc1 sc6 sc5 sc4 sc3 sc2 ib6 ib5 ib4 ib3 ib2 ib1 eoc13 eoc12 eoc11eoc10 eoc9 eoc8 eoc7 sc7 sc6 sc5 sc4 sc3 sc2 sc1 ib0 T1532420-99 bit bits In all frames bit = MSB and bit = LSB Hình 3.14 Byte đồng đường liệu nhanh máy phaùt ATU-C msb Frame If signals are allocated to interleave buffer: Synch Control crc7 crc6 crc5 crc4 crc3 crc2 crc1 crc0 sc7 sc6 sc5 sc4 sc3 sc2 sc1 sc0 aoc7 aoc6 aoc5 aoc4 aoc3 aoc2 aoc1 Frames 1-67 If no signals are allocated to interleave buffer: aoc aoc0 T1535390-00 Hình 3.15 Byte đồng đường liệu xen kẽ máy phát ATU-C 110 ADSL Đặng Quốc Anh NF bytes FEC output (point B) or constellation encoder input (point C) data frame KF bytes Mux data frame (point A) Fast Byte AS0 AS1 AS2 AS3 LS0 LS1 LS2 AEX LEX FEC bytes byte BF(AS0) bytes BF(AS1) bytes BF(AS2) bytes BF(AS3) bytes CF(LS0) bytes BF(LS1) bytes BF(LS2) bytes AF bytes LF bytes RF bytes Hình 3.16 Bộ đệm liệu đường liệu nhanh máy phát ATU-C KI bytes Mux data frame (point A) Sync Byte AS0 AS1 AS2 AS3 LS0 LS1 LS2 AEX LEX byte BI(AS0) bytes BI(AS1) bytes BI(AS2) bytes BI(AS3) bytes CI(LS0) bytes BI(LS1) bytes BI(LS2) bytes AI bytes LI bytes KI bytes Mux data frame #0 FEC output data frame #0 NI bytes KI bytes KI bytes Mux data frame #1 RI bytes FEC bytes Mux data frame #S-1 FEC output data frame #1 NI bytes FEC output data frame #S-1 NI bytes T1532440-99 Hình 3.17 Bộ đệm liệu đường liệu xen kẽ máy phát ATU-C 111 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai Byte Input (from CRC block) Parallel to serial LSB first dn d'n d'n-1 d'n-2 d'n-18 d'n-23 Serial to Parallel LSB first T1532450-99 Byte Output (to RS coder block) Hình 3.18 Bộ ngẫu nhiên hoá SNR bit Tone ordered b0' = b5 = b1' = b0 = bit bit b2' = b4 = b3' = b1 = b4' = b3 = b5' = b2 = bit bit tone index bit Data frame buffer Interleaved data buffer Fast data buffer lsb d0 b0' msb msb lsb d1 b1' d2 d3 b2' d4 d5 d6 d7 d0 b4' b3' d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 b5 ' T1532460-99 tone bit tone bit tone bit tone bit tone 3 bit tone bit Hình 3.19 Tone ordering tách bit (không có mã hoá trellis) 3.2.4 Sắp xếp tần số (tone ordering) Tín hiệu DMT miền thời gian có tỷ số giá trị đỉnh giá trị trung bình cao Khi đỉnh tín hiệu lớn, nhiều bit bị biến đổi số sang tương tự DAC xén đầu tạo nhiễu cộng âm Tỷ số SNR lớn, mã hoá nhiều bit bị xén nhiều Nếu liệu qua Interleaver dùng mã sửa sai FEC để loại trừ 112 ADSL Đặng Quốc Anh nhiễu cộng âm Vì lý người ta gán × Nf bit cho tone bit × Ni bit cho tone nhiều bit (xem hình vẽ 3.19) SNR Tone ordered b0' = b5 = bit b1' = b0 = bit b2' = b4 = bit b3' = b1 = b4' = b3 = b5' = b2 = bit bit tone index bit Data frame buffer Fast data buffer 1sb d0 d1 d2 d3 b0' + b1' - d4 Interleaved data buffer msb 1sb d5 d6 d7 d0 d1 d2 b2' + b3' - d3 d4 d5 msb d6 d7 b4' + b5' - T1532470-99 tone bit tone bit tone bit tone bit tone bit tone bit Hình 3.20 Ví dụ tone ordering tách bit (có mã hoá trellis) uz' wy-1 uz'-1 wy-2 uz'-y+3 w2 uz'-y+2 vz'-y vz'-y-1 uz'-y+1 u4 v2 u3 u2 u1 Convolutional Encoder u2 v1 = u1 ⊕ u3 u1 w1 = u0 ⊕ u1 u0 w = u2 ⊕ u v1 v0 v0 = u3 ⊕ w1 u2 ⊕ u3 w0 T1532480-99 Hình 3.21 Chuyển đổi u thành v w 113 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai u2 u2 u1 u1 S2 S1 S3 S0 D D D D u0 T1532490-99 Hình 3.22 Sơ đồ trạng thái mã hoá Wei 3 3 2 2 3 3 2 2 3 3 2 2 3 3 2 2 T1532500-99 Hình 3.23 Mã hoá mã chập 4-D coset C4 C4 C4 C4 C4 C4 u3 u2 u1 u0 v1 v0 w1 w0 2-D cosets 0 0 0 0 C2 × C2 0 1 1 C2 × C2 0 0 1 C2 × C2 1 0 1 0 C2 × C2 0 1 C2 × C2 1 0 1 C2 × C2 1 0 C2 × C2 1 0 1 C2 × C2 0 0 C2 × C2 0 1 1 C2 × C2 1 0 C2 × C2 1 1 1 C2 × C2 114 0 3 3 2 1 1 2 1 ... G.992.1 cho ADSL G.DMT khuyến nghị G.992.2 cho ADSL G.Lite Việc tiêu chuẩn hoá cho ADSL ITU-T dừng lại thiết bị thu phát ADSL mà chưa có tiêu chuẩn cho kiến trúc mạng ADSL 3.2 G.DMT ADSL 3.2.1... ATM ADSL hỗ trợ Hình 3.4 So sánh CPE G.DMT G.Lite 3.1.3 Các thành phần thiết yếu ADSL ADSL kiến trúc mạng hoàn chỉnh Như nói trên, ADSL không cách để truy xuất nhanh trang web Internet mà ADSL. .. trúc ADSL hệ thống DLC Hình 3.3 Kiến trúc G.Lite ADSL Một tách dịch vụ thực tách dịch vụ POTS khỏi dịch vụ số Hình vẽ 3.4 so sánh cấu hình CPE trường hợp ADSL G.DMT ADSL G.Lite Trong trường hợp ADSL