Mô hình tham chiếu giao thức khách hàng được mô tả trên Hình 3.15, là mô hình trao đổi thông tin giữa các khối chức năng trong Hình 3.14.
Hình 3.15 Mô hình tham chiếu giao thức khách hàng 3.2.1.3 Mô hình tham chiếu quản lý
Mô hình tham chiếu giao thức mặt phẳng quản lý được mô tả trên Hình 3.16, là mô hình trao đổi thông tin giữa các khối chức năng trong Hình 3.14.
Không xác định
Giao thức truyền dẫn (ví dụ ATM) Không
xác định Giao thức truyền dẫn (ví dụ ATM)
Phương tiện vật lý Giao diện người sử dụng
Giao diện nội bộ
α
δC δ
R
β γC γR
LT ATU-C ATU-R NT1, AT1/2
Giao diện nội bộ LT S/T U TPS-TC PMS-TC PMD TPS-TC PMS-TC PMD
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Công nghệ ADSL2, ADSL2+
Hình 3.16 Mô hình tham chiếu giao thức quản lý
3.2.2 Một số tính năng mới của ADSL2
ADSL2 phát triển trên nền tảng ADSL nên nó mang đầy đủ các đặc tính của ADSL, ngoài ra ADSL2 còn có một số cải tiến đặc biệt. Do có những cải tiến đặc biệt nên nếu ADSL trên đường dây điện thoại có xuất hiện nhiễu băng hẹp thì ADSL2 đạt được hiệu năng tốt hơn. Kết quả là ADSL2 cải thiện đáng kể tốc độ và khoảng cách so với ADSL. Có được kết quả này là do ADSL2 cải thiện hiệu quả điều chế, giảm tiêu đề khung, đạt được độ lợi mã hoá cao hơn, cải thiện trạng thái khởi tạo và tăng cường thuật toán xử lý tín hiệu... So với ADSL, ADSL2 bổ xung một số tính năng mới sau.
3.2.2.1 Các tính năng liên quan đến ứng dụnga. Hỗ trợ ứng dụng ở chế độ hoàn toàn số: a. Hỗ trợ ứng dụng ở chế độ hoàn toàn số:
ADSL đưa ra một chế độ tuỳ chọn cho phép truyền số liệu ADSL trên băng tần thoại do đó tăng thêm 256Kbps cho tộc độ dữ liệu đường lên. Chế độ này là lựa chọn hấp dẫn đối với các doanh nghiệp sử dụng dịch vụ thoại và số liệu trên các đường dây riêng biệt bởi vì nhờ chế độ này mà các doanh nghiệp đạt được các dịch vụ với tốc độ đường lên cao hơn.
Hình 3.17 đưa ra mô hình ứng dụng cơ bản cho dịch vụ số liệu với các điểm tham chiếu và các thiết bị được triển khai. Trong ứng dụng này ATU-R là một phần của ADSL NT, ADSL NT kết nối với một hoặc nhiều đầu cuối khách hàng, bao gồm đầu cuối số liệu, thiết bị viễn thông hoặc các thiết bị khác. Các kết nối tới
TPS-TC PMS-TC PMD Không xác định
Giao thức quản lý (G.997.1) Không
xác định Giao thức quản lý (G.997.1)
Phương tiện vật lý Giao diện người sử dụng
Giao diện nội bộ
δC δ
R
LT ATU-C ATU-R NT1, AT1/2
Giao diện nội bộ LT S/T U Giao diện OAM TPS-TC PMS-TC PMD
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Công nghệ ADSL2, ADSL2+
phần thiết bị đầu cuối được thực hiện qua điểm tham chiếu S/T. Kết nối giữa ATU- R và ATU-C được thực hiện trực tiếp qua đường DSL qua điểm tham chiếu U-R tại kết cuối khách hàng và qua điểm tham chiếu U-C tại kết cuối mạng. ATU-C là một phần của nút truy nhập, được kết nối tới mạng truy nhập băng rộng tại điểm tham chiếu V. Trong mô hình ứng dụng này không có dịch vụ băng hẹp được triển khai trên đường DSL.
ADSL có thể hoạt động trong chế độ hoàn toàn số không có dịch vụ ưu tiên hay hoạt động ở chế độ có dịch vụ ưu tiên POTS hoặc ISDN nhưng không sử dụng dải tần dành cho dịch vụ ưu tiên.
Hình 3.17 Mô hình ứng dụng dịch vụ số liệu b. Hỗ trợ ứng dụng thoại trên băng tần ADSL:
Có ba phương thức cơ bản để truyền lưu lượng thoại trên đường dây cáp đồng sử dụng băng tần DSL đó là: Thoại qua chế độ truyền dẫn cận đồng bộ (VoATM), thoại qua giao thức internet (VoIP) và thoại phân kênh trên DSL (CVoDSL).
+ Phương thức VoATM, thực hiện việc sắp xếp thoại đã được số hoá và thông tin báo hiệu vào các tế bào ATM, các tế bào này được truyền trên đường dây điện thoại và truyền qua mạng đến kết nối riêng ảo ATM.
+ Tương tự phương thức thứ hai, VoIP cũng sắp xếp thoại đã được số hoá và thông tin báo hiệu vào các gói IP và truyền chúng trên đường dây điện thoại cùng với số liệu khác.
+ Còn phương thức CVoDSL, là một cải tiến của công nghệ đường dây thuê bao số. Phương thức này truyền lưu lượng thoại TDM một cách trong suốt qua băng tần DSL. CVoDSL là duy nhất giữa các giải pháp thoại qua DSL trong đó nó truyền thoại trong lớp vật lý, cho phép truyền các kênh thoại trên băng tần DSL trong khi vẫn duy trì cả POTS và truy nhập Internet tốc độ cao. Đây là một phương thức đơn giản, linh hoạt, hiệu quả về mặt chi phí cho phép thiết bị thế hệ sau có chức năng thoại. User Te S/T User Terminal S/T U-C U-R DSL CO Network (Optional) ATU-C ATU-C NT AN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Công nghệ ADSL2, ADSL2+
CVoDSL sử dụng kênh 64Kbps của băng tần DSL (Hình 3.18) để truyền các luồng PCM DS0 từ modem DSL tới kết cuối đầu xa hoặc trạm trung tâm, giống như POST chuẩn. Sau đó thiết bị truy nhập phát các luồng DS0 thoại trực tiếp tới chuyển mạch kênh qua PCM. Phương thức này không cần đóng gói lưu lượng thoại vào các giao thức cao hơn như ATM hay IP (Hình 3.19). Nhiều đường thoại có thể hoạt động đồng thời phụ thuộc vào độ rộng băng tần đường lên. Với độ rộng băng tần đường lên là 256Kbps thì có thể sử dụng cực đại là bốn kênh thoại (256/4≈4)
Hình 3.18 CVoDSL sử dụng các kênh từ băng tần lớp vật lý để truyền các đường thoại TDM
Hình 3.19 CVoDSL không đóng gói số liệu thoại như VoIP và VoATM c. Hỗ trợ chức năng ghép ngược ATM (IMA) trong ATM TPS-TC:
Một yêu cầu chung đặt ra giữa các sóng mang đó là khả năng cung cấp các mức dịch vụ khác nhau (SLA) cho các khách hàng khác nhau. Tốc độ số liệu tới khách hàng có thể tăng đáng kể bằng cách ghép nhiều đường điện thoại cùng nhau. Để thực hiện việc ghép, chuẩn ADSL2 hỗ trợ chức năng ghép ngược ATM (IMA) được triển khai cho cấu trúc ATM truyền thống. Thông qua IMA, ADSL2 có thể ghép hai hoặc nhiều đôi dây đồng trong một tuyến ADSL. Kết quả là đạt được tốc
PPP AAL5 AAL2 IP ATM Network xDSL Physical Layer PPP AAL2 AAL5 IP ATM Customer Pmise Baseand POTS VoIP VoATM Channelied VoDSL
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Công nghệ ADSL2, ADSL2+
độ đường xuống linh hoạt hơn (Hình 3.20): + 20 Mbps trên 2 đôi ghép. + 30 Mbps trên 3 đôi ghép. + 40 Mbps trên 4 đôi ghép.
Hình 3.20 Ghép nhiều đường dây điện thoại để tăng tốc độ số liệu
Chuẩn IMA xác định một lớp con mới, được gọi là lớp con ghép ngược ATM (IMA), nằm giữa lớp vật lý ADSL (PHY) và lớp ATM. Ở phía máy phát, lớp con IMA nhận luồng ATM từ lớp ATM và phân phối luồng này tới nhiều lớp vật lý ADSL (Hình 3.21). Ở phía thu, lớp con IMA nhận các tế bào ATM từ nhiều lớp vật lý ADSL và cấu trúc lại luồng ATM ban đầu.
Hình 3.21 Chức năng của IMA phía thu và phía phát
Lớp con IMA xác định khung IMA, các giao thức và các chức năng quản lý sử dụng để thực hiện các hoạt động trên khi lớp vật lý suy giảm (lỗi bit), mất đồng bộ và có độ trễ khác nhau. Để hoạt động được dưới các điều kiện này thì chuẩn IMA cũng yêu cầu có sự điều chỉnh đối với một số chức năng lớp vật lý ADSL
IAM Group phy phy phy phy phy
phy GroupIAM
Link 1 Link 0
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Công nghệ ADSL2, ADSL2+
chuẩn như loại bỏ các tế bào rỗi và các tế bào lỗi tại máy thu. ADSL2 bao gồm chế độ hoạt động IMA cung cấp những điều chỉnh lớp vật lý cần thiết cho IMA dể hoạt động kết hợp với ADSL.
3.2.2.2 Các tính năng liên quan đến PMS-TC
a. Việc phân khung linh hoạt hơn, hỗ trợ tới 4 khung mang, 4 đường:
Số liệu được truyền khác nhau có thể đựơc tập hợp vào các cấu trúc khác nhau khi chúng truyền qua chức năng PMS-TC phát. Nhóm cấu trúc này được gọi là cấu trúc khung.
Cấu trúc khung ATU với trường hợp hai khung mang truyền trên một đường (NBC=2, NLP=1, TP=1) được minh hoạ trên Hình 3.22. Hình này chỉ ra cấu trúc khung và các nhóm số liệu tại thời điểm bắt đầu thủ tục PMS-TC tại các điểm tham chiếu A, B và C của các đường #0 và tại thời điểm kết thúc thủ tục PMS-TC.
Hình 3.22 Minh họa cấu trúc khung với hai khung mang một đường
Hình 3.23 minh họa cấu trúc khung khi chức năng PMS-TC được cấu hình để hỗ trợ hai khung mang với hai đường (NBC=2, BLP=2, B00=0, B11=0).
Frame Bearer#1 (B01 octets) Frame Bearer#0 (B00 octets) MDF #0 MDF #0 … #(MMDF 0-1) FEC (R0 octets)
Sync Frame Bearer#0 Octets (B
00 octets)
Sync Frame Bearer#0 Octets (B
01octets)
(Interleaved FEC Data Frame) Data Frame
#(i-1) Data Frame#i Data Frame#(i+1) L0 bits L0 bits L0 bits
Data Frame in PMD.Bits.confirm
L0 bits Refrence Point C Interleaved FEC Data Frame
M0X(B00+B01+1)+R0 octets Data from Frame.beare(0).confirm and B00+B01 octets … Refrence Point B FEC Data Frame M0X(B00+B01+1)+R0 octets
Refrence Point A FEC Data Frame B00+B01 +1 octets
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Công nghệ ADSL2, ADSL2+
Hình 3.23 Minh họa cấu trúc khung với hai đường và hai khung
Các tham số trong các hình vẽ có ý nghĩa và giá trị như sau:
+ p, n là chỉ số đường và khung mang tương ứng. Nó có các giá trị 0, 1, 2 hoặc 3.
+ Bp n là số octet trong khung mang n trên đường p. 0 ≤ Bp n ≤ 254, ∑Bp n ≤ 254. + Rp là chỉ số octet RS trên cùng một từ mã trong đường p. Nó cũng là chỉ số octet dư trên khung số liệu FEC trong đường p. Rp nhận các giá trị 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 hoặc 16.
+ Mp là số khung ghép số liệu trên khung số liệu FEC trong đường p. Nó nhận các giá trị 1, 2, 4, 8 hoặc 16. Nếu Rp=0 thì Mp=1.
+ Lp là số bit từ đường p đưa tới khối PMD trên PMD.Bits.comfirm. Nó có giá trị 1≤Lp≤15*(NSC-1) và 8≤∑Lp≤*(NSC-1).
+ NSC là chỉ số sóng mang phụ cao nhất.
b. Giảm tiêu đề khung:
Hệ thống ADSL2 giảm tiêu đề khung bằng cách sử dụng khung với các tiêu đề của khung có thể lập trình được. Do đó, không như trong chuẩn ADSL thế hệ thứ nhất số bit tiêu đề trên khung là cố định và chiếm 32Kbps của tải số liệu thực Refrence Point C
Interleaved FEC Data Frame
M0X(B01+1)+R0 octets
Refrence Point B FEC Data frame
M0X(B01+1)+R0 otets
Refrence Point A MUX Data frame
B 01 +1 octets Data Form Frame(0).confirm B 00+1 octets MDF MDF … MDF (M0-1) FEC 0 octet
(Interleaved FEC Data Frame)
(Interleaved FEC Data Frame)
Frame Bearer Channel #0
L1 bits L1 bits
MDF MDF … MDF
(M0-1) FEC
0 octet
(Interleaved FEC Data Frame)
(Interleaved FEC Data Frame)
Frame Bearer Channel #1
L0 bits L0 bits
Refrence Point C Interleaved FEC Data
Frame
M0X(B01+1)+R0 octets
Refrence Point B FEC Data frame M
0X(B 01+1)+R
0 otets
Refrence Point A MUX Data frame
B 01 +1 octets Data Form Frame(0).confirm B 00+1 octets
Latency Path Function #0 Latency Path Function #1
Data Frame #(i) Data Frame #(i-1) L1+LL0 bits L1+LL0 bits
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Công nghệ ADSL2, ADSL2+
tế, trong chuẩn. ADSL2 số bit tiêu chuẩn trong khung có thể lập trình được chiếm từ 4 đến 32Kbp. Trong các hệ thống ADSL thế hệ thứ nhất, trên các đường dây điện thoại có tốc độ số liệu thấp (ví dụ 128Kbps) thì 32Kbps (hoặc 25% tốc độ số liệu tổng) được cung cấp phát cố định cho thông tin tiêu đề. Trong các hệ thống ADSL2, tốc độ số liệu tiêu đề có thể giảm xuống còn 4Kbps, do đó cung cấp thêm 28Kbps cho tải số liệu.
3.2.2.3 Các tính năng liên quan đến PMDa.Chuẩn đoán: a.Chuẩn đoán:
Việc xác định nguyên nhân của những vấn đề phát sinh trong quá trình cung cấp dịch vụ ADSL cho khách hàng là một trở ngại rất lớn trong tiến trình phát triển của ADSL. Để khắc phục vấn đề này, bộ thu phát ADSL2 đựơc tăng cường khả năng chuẩn đoán. Khả năng chuẩn đoán cung cấp các công cụ để giải quyết những vướng mắc trong và sau khởi tạo, để giám sát trong khi cung cấp dịch vụ và nâng cao năng lực. Để chuẩn đoán và giải quyết các vấn đề gặp phải thì các bộ thu phát ADSL2 cung cấp khả năng thực hiện đo tạp âm đường dây, suy giảm mạch vòng và tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR) tại hai đầu đường dây. Kết quả của những phép đo này được tập hợp lại bằng cách sử dụng chế độ kiểm tra chuẩn đoán đặc biệt ngay cả khi chất lượng đường dây là quá tồi để có thể hoàn thành kết nối ADSL.
Ngoài ra, ADSL2 bao gồm khả năng giám sát hiệu năng thời gian thực, khả năng này cung cấp thông tin về chất lượng đường dây và điều kiện tạp âm tại hai đầu đường dây. Thông tin này được xử lý bởi phần mền để giám sát chất lượng kết nối ADSL và tránh xảy ra các lỗi dịch vụ trong tương lai. Thông tin này cũng được sử dụng để quyết định xem một khách hàng có thể được cung cấp các dịch vụ có tốc độ số liệu cao hơn hay không.
b. Thích ứng tốc độ:
Các đường dây điện thoại được bện với nhau trong bó cáp nhiều đôi chứa 25 hoặc nhiều hơn các đôi dây xoắn. Kết quả là tín hiệu điện từ một đôi gây ra từ trường trên các đôi gần kề trong bó cáp Hình 3.24. Hiện tượng này được gọi là “xuyên âm” và có thể cản trở đặc tính tốc độ số liệu ADSL. Kết quả là những thay đổi của các mức xuyên âm có thể làm đứt kết nối trong ADSL. Xuyên âm chỉ là
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Công nghệ ADSL2, ADSL2+
một nguyên nhân gây đứt kết nối trên hệ thống ADSL. Các nguyên nhân khác có thể là do nhiễu sóng vô tuyên AM, những thay đổi về nhiệt độ và nước trong bó cáp.
Hình 3.24 Ảnh hưởng giữa các đôi dây bện với nhau trong cùng một cáp
ADSL2 giả quyết vấn đề này bằng cách thích ứng liên tục tốc độ số liệu theo thời gian thực. Cải tiến này, được gọi là thích ứng tốc độ liên tục (SRA), cho phép hệ thống ADSL2 thay đổi tốc độ của kết nối trong khi cung cấp dịch vụ mà không làm ngắt dịch vụ hoặc gây lỗi bit. ADSL2 phát hiện ra những thay đổi trong điều kiện kênh (ví dụ, một trạm vô tuyến AM nội hạt ngừng phát vào buổi tối) và thích ứng tốc độ số liệu với điều kiện mới trong suốt với người sử dụng.
SRA dựa trên cơ sở tách lớp điều chế và lớp tạo khung trong hệ thống ADSL2. Việc tách này cho phép lớp điều chế thay đổi các tham số tốc độ số liệu truyền dẫn mà không thay đổi các tham số trong lớp tạo khung bởi vì việc thay đổi các tham số trong lớp tạo khung làm cho modem mất đồng bộ khung, điều này gây ra các lỗi bit không thể hiệu chỉnh được hoặc phải khởi động lại hệ thống. SRA sử dụng các thủ tục cấu hình lại trực tuyến phức tạp (OLR) của hệ thống ADSL2 để thay đổi nhanh tốc độ số liệu của kết nối. Giao thức được sử dụng cho SRA như sau:
+ Máy thu giám sát SNR của kênh và quyết định thay đổi tốc độ số liệu cần thiết để bù lại những thay đổi trong điều kiện kênh.
+ Máy thu gửi một bản tin tới máy phát để bắt đầu thay đổi tốc độ số liệu. Bản tin này chứa tất cả những tham số truyền dẫn cần thiết để phát tại tốc độ số liệu mới. Những tham số này chứa số bit được điều chế và công suất phát trên mỗi kênh.
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Công nghệ ADSL2, ADSL2+
+ Máy phát gửi một tín hiệu “cờ đồng bộ” được sử dụng như một nghi nhận chỉ thị chính xác thời điểm sử dụng tốc độ số liệu mới và các tham số truyền dẫn mới.
+ Tín hiệu “cờ đồng bộ” được phát hiện bởi máy thu và cả máy thu và máy