Cấu tạo, chức năng và nhiệm vụ của các khối trong ATU-R và ATU-C của cấu hình ADSL hỗ trợ ATM tơng tự nh của khối ATU-R và ATU-C thông thờng sẽ đợc trình bày trong phần 4.3.
Tuy nhiên do ATM dùng cấu trúc tế bào và truyền theo các kênh ảo, đờng ảo nên có đôi chút khác biệt trong việc chuyển vận các kênh mang tại giao diện V.
Với hai phơng thức: dữ liệu nhanh với trễ nhỏ và tỷ lệ lỗi lớn và dữ liệu interleaved với trễ lớn và tỷ lệ lỗi thấp, có ba cấp đột trễ đợc định nghĩa theo các chuẩn ANSI T1.413và ITU G.992.1:
- Trễ đơn, không cần thiết phải giống hệt nhau trên hai hớng.
- Trễ kép trên đờng truyền xuống, trễ đơn trên đờng truyền lên.
- Trễ kép trên cả hai hớng.
Tại giao diện V, tất cả các modem đều sử dụng kênh ATM0 (tức là kênh mang AS0 theo chiều truyền lên và LS0 theo chiều truyền xuống) cho trễ đơn. Kênh ATM1 (kênh mạng AS1 theo chiều truyền lên và LS1 cho chiều truyền xuống) đợc dùng làm kênh thứ hai trong trờng hợp trễ kép.
Ngoài ra, phơng thức chuyển vận ATM trên ADSL còn đợc thêm một số chức năng để đáp ứng với những yêu cầu của việc thay đổi thích ứng với yêu cầu sử dụng cũng nh điều kiện của đờng truyền.
Biện pháp đầu tiên là tái phân chia tốc độ động (DRR- Dynamic Rate Repartitioning). Đây là chức năng riêng biệt của ADSL nhằm tái phân bổ băng tần giữa các kênh dữ liệu nhanh và dữ liệu interleaved. Tổng băng tần của đờng truyền không hề thay đổi trong quá trình điều chỉnh DRR này. Việc tái phân chia tốc độ có thể làm gián đoạn dịch vụ không quá 125ms theo chuẩn ITU G.922.1 Thiết bị đầu cuối mạng có thể có ảnh hởng tới quá trình DRR trong giai đoạn thiết lập VC nhng toàn bộ quá trình lại đợc điều khiển bởi node truy nhập mạng (AN).
Để thực hiện chức năng tốc độ đáp ứng với chất lợng đờng truyền, phơng thức ATM trên ADSL sử dụng phơng thức thay đổi tốc độ động (DRC- Dynamic Rate
Change). Nói chung dung lợng đờng truyền ADSL có thể đợc chia làm hai phần: phần đợc đảm bảo và phần không đợc đảm bảo. Phần không đợc bảo đảm sẽ có thể thay đổi đợc nhờ DRC. Nếu nh khả năng đờng truyền nằm dới tốc độ cần đợc bảo đảm, node truy nhập mạng sẽ ra một thông báo lỗi kết nối. Trong khi đó, đờng kết nối vẫn tiếp tục hoạt động ở tốc độ có thể để đảm bảo các chức năng quản lý mạng và trong một số trờng hợp,cung cấp một phần dịch vụ.
Nhờ các biện pháp trêm và các tính chất đặc trng của ADSL, các tiêu chí về chất lợng dịch vụ (QoS) nh tốc độ số liệu, tỷ lệ lỗi, trễ và khả năng quản lý lu lợng cho ATM trên ADSL đợc đảm bảo. Chính vì vậy ADSL đợc coi là phơng án khả thi nhất cho việc cung cáp dịch vụ ATM tới các thuê bao, thay vì việc đa đờng dây cáp quang tới gần nhà thuê bao trong các công nghệ FTTx.
3.3.3 Hội tụ truyền dẫn ATM trên ADSL
Khi truyền các tế bào ATM, ATU- C và ATU- R còn đảm nhiệm thêm chức năng hội tụ truyền dẫn TC (Transmission Convergence). Nh ta đã biết, tất cả dữ liệu ATM đợc truyền trong những tế bào ATM có độ dài cố định. Mỗi tế bào gồm có 53 byte trong đó có 5 byte tiêu đề và 48 byte thông tin.
Trong đó tiêu đề chứa nhận dạng các kênh ảo và trờng sửa lỗi tiêu đề HEC đ- ợc sử dụng để nhận dạng phần kết thúc thông tin tiêu đề của tế bào.
Trong khi đó, khung ADSL có thể có độ dài khác nhau tuỳ thuộc theo những điều kiện riêng biệt trên đờng kết nối tại mỗi thời điểm, nên không thể định nghĩa mối quan hệ giữa phần tiêu đề của một tế bào ATM và cấu trúc khung của một khung ADSL. Lớp con hội tụ truyền dẫn TC ADSL có tác dụng cho phép khôi phục các tế bào ATM tại đầu cuối phía kia của kết nối ADSL. Trong lớp con này, việc chuyển đổi giữa các tế bào ATM xác định và lớp vật lý ADSL, bao gồm các điểm sau:
- Tạo và khôi phục các khung truyền chứa các tế bào.
- Sửa lại các khung truyền cho tơng thích với luồng tế bào tuỳ theo truyền dẫn vật lý.
- Chức năng mô tả tế bào để đảm bảo cho việc nhận và khôi phục ranh giới tế bào.
- Sửa lỗi tiêu đề (HEC) cho phép dò các lỗi trong tiêu đề tế bào.
- Chèn các tế bào trống vào các khung truyền để tơng thích tốc độ tế bào ATM với khả năng của hệ thống truyền dẫn. Sau đó tại phía thu các tế bào rỗng sẽ bị huỷ.
Chơng 4: CÔNG NGHệ Đờng dây thuê bao số adsl
4.1. Đặc điểm
ADSL là một loại hình công nghệ xDSL có vai trò quan trọng trong việc cung cấp các dịch vụ không đối xứng qua đôi dây đồng xoắn. Tốc độ truyền dữ liệu hớng xuống có thể đạt từ 1,544Mbps đến gần 9Mbps, tốc độ truyền dữ liệu hớng lên từ đạt từ 16Kbps cho đến 640 Kbps. Ngoài ra ADSL cũng hỗ trợ cho việc truyền đồng thời các dịch vụ thoại POTS.
Bằng việc áp dụng những tiến bộ trong việc điều chế, mã hoá và sửa lỗi, ADSL cho phép truyền tín hiệu tốc độ cao với khoảng cách khá xa. Bảng 4.1 đa ra khoảng cách tối đa cho phép nhằm đảm bảo chất lợng truyền dẫn ở một số tốc độ nhất định. Tốc độ (Mbps) Loại dây Kích thớc dây (mm) Khoảng cách truyền (m) 1,5 - 2,0 24 AWG 0,5 5500 1,5 - 2,0 26 AWG 0,4 4600 6,1 24 AWG 0,5 3700 6,1 26 AWG 0,4 2700
Bảng 4.1: Các thông số truyền dẫn ADSL
Một đặc điểm nổi bật của ADSL là công nghệ truyền dẫn không đối xứng, do đó ADSL đặc biệt thích hợp với các dịch vụ đòi hỏi tốc độ hớng xuống (từ nhà cung cấp dịch vụ tới thuê bao) lớn hơn nhiều so với tốc độ hớng lên (từ thuê bao tới nhà cung cấp dịch vụ), đó là các dịch vụ truy cập Internet tốc độ cao, dịch vụ video theo yêu cầu (VoD). Với tốc độ tăng trởng hàng tháng khoảng 10%, nhu cầu Internet ngày càng trở nên không thể thiếu đợc
Đặc điểm thứ hai của ADSL là khả năng truyền dẫn tốc độ cao. Nếu với ph- ơng pháp truyền dẫn cổ điển, các thuê bao chỉ có thể yêu cầu đợc tốc độ tối đa là 56Mbps trên đôi dây đồng xoắn thì hiện nay với khả năng của ADSL, phạm vi dịch vụ không chỉ dừng lại ở việc truyền ảnh tĩnh, truyền ảnh động mà còn phục vụ cho các nhu cầu về đa phơng tiện, hội nghị truyền hình thời gian thực... Từ đó, các ứng dụng trên Internet nh thơng mại điện tử, làm việc và hội thảo từ xa, giáo dục, y tế từ xa... trong tơng lai sẽ trở nên quen thuộc với mọi ngời.
4.2 Hiện trạng chuẩn hoá ADSL
Các khái niệm ban đầu của ADSL xuất hiện từ năm 1989 do J.W.Lechleider và các kỹ s của Bellcore đa ra. Sau đó, ADSL bắt đầu đợc phát triển ở trờng đại học Stanford và phòng thí nghiệm AT&T Bell Lab năm 1990. Từ đó đến nay, ADSL đã đợc phát triển và có nhiều ứng dụng đặc biệt tại các nớc có mạng viễn thông phát (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
triển nh Mỹ, Nhật.... Để thống nhất việc sử dụng ADSL, tháng 10 năm 1998, ITU đã thông qua bộ tiêu chuẩn ADSL cơ bản bao gồm:
- Khuyến nghị G922.1 chi tiết về toàn bộ tốc độ ADSL. Khuyến nghị này là bổ sung của tiêu chuẩn công nghiệp cho ADSL ANSI T1.413.
- Khuyến nghị G922.2 chuẩn hoá cách sử dụng ADSL không dùng bộ tách POTS. - Khuyến nghị G977.1 mô tả hoạt động của lớp vật lý, các quy định về quản lý và
bảo dỡng cho ADSL, bao gồm kênh EOC và cơ sở quản lý thông tin (MIB).
4.3 Mô hình tham chiếu
4.3.1 Mô hình tham chiếu toàn hệ thống
Chuẩn T1E1.4 trong ANSI T1.413 đã đa ra một mô hình tham chiếu cho các kết nối ADSL nh hình :
Kết nối giữa ngời sử dụng với mạng thông tin đợc thực hiện thông qua một cặp modem ADSL bao gồm:
- ATU- C (ADSL Transceiver Unit- Central office end): Khối thu phát ADSL phía mạng.
- ATU- R (ADSL Transceiver Unit- Remote terminals end): Khối thu phát ADSL phía đầu cuối ngời sử dụng. Trong trờng hợp phía thuê bao là một mạng LAN, ATU- R có thể đợc tích hợp cùng với router và mức vật lý trong khối NT (Network Terminal).
Ngời sử dụng có thể lựa chọn việc sử dụng đồng thời dịch vụ thoại POTS bằng cách nối thêm bộ tách (splitter) R tại phía thuê bao, khi đó tại tổng đài PSTN cần có bộ tách C.
Trên mô hình tham chiếu có 7 giao diện:
- V- C: Giao diện điểm truy nhập và mạng dữ liệu băng rộng. Mạng băng rộng có thể cung cấp nhiều loại hình dịch vụ tuỳ theo yêu cầu của ngời sử dụng: dịch vụ Internet, dịch vụ truyền hình, dịch vụ quảng cáo, giáo dục từ xa...
- U-C2: Giao diện ADSL tới ATU- C không có băng thoại POTS. - U-C: Giao diện ADSL tới ATU- C có băng thoại
- U- R2: Giao diện ADSL tới ATU- R không có băng thoại
- T- R: Giao diện ADSL giữa ATU- R và thiết bị thuê bao. Thiết bị của ngời sử dụng có thể là mạng LAN nhỏ trong gia đình hoặc đơn giản là kết nối trực tiếp tới một máy tính, một card video gắn với tivi...
Hình 4.2: Mô hình tham chiếu của ADSL
- T- S: Giao diện giữa khối đầu cuối mạng NT và máy chủ khách hàng. Đây là tr- ờng hợp một mạng LAN công sở hoặc mạng LAN gia đình dùng chung một modem ADSL. Modem ADSL ngoài các chức năng thông thờng còn đóng vai trò nh một router.
- Để đơn giản, các giao diện U- C và U- R, T- R và T- S đợc kết hợp lại gọi chung là giao diện S và T.
4.3.2 Mô hình tham chiếu ATU- C
Mô hình tham chiếu ATU-C đợc thể hiện trên hình 4.3.
Các kênh mang (bearer channel)
Một hệ thống ADSL có thể truyền tới bảy kênh mang (bearer channel) đồng thời, các kênh này đợc gán các tên: AS0, AS1, AS2, AS3, LS0, LS1, LS2. Đây là các kênh logic nghĩa là bit từ tất cả các kênh ghép vào cùng một kết nối vật lý. Tốc độ dữ liệu của các kênh này có thể không cố định, chúng đợc tạo ra bằng cách ghép các kênh 32Kbps đợc các tốc độ 1,536Mbps hoặc 2,048 Mbps. Tốc độ 32 Kbps xuất phát từ cách thức mã hoá DMT. Các kênh ASx là những kênh đơn công theo một h- ớng duy nhất:
- AS0 cung cấp tốc độ dữ liệu từ 32Kbps đến 6,144Mbps (ghép từ 32 Kbps). - AS1 cung cấp tốc độ dữ liệu từ 32Kbps đến 4,608Mbps
- AS2 cung cấp tốc độ dữ liệu từ 32Kbps đến 3,072Mbps 47 P H Y ATU -C P H Y ATU -R HPF LPF Bộ táchC C HPF LPF Bộ táchR R Mạng băng rộng
Điện thoại hoặc modem âm tần PSTN Mạng LAN V-C T-R T-S U-R 2 U-C 2 NT SM SM UC UR Mạch vòng Giao diện Đường tín hiệu
- AS3 cung cấp tốc độ dữ liệu từ 32Kbps đến 1,536Mbps (chỉ ở Mỹ)
Các kênh LSx là những kênh song công, có thể đợc cấu hình từ kênh đơn công, tốc độ 2 hớng lên và xuống không cần bằng nhau:
- LS0 cung cấp tốc độ 16 Kbps + (32Kbps-640Kbps) trong đó 16Kbps là kênh C truyền bản tin chọn dịch vụ và thiết lập, tơng ứng với kênh D của ISDN.
- LS1, LS2 cung cấp tốc độ (32Kbps-640Kbps) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chú ý:
Bảy kênh này có thể hoạt động riêng biệt hoặc kết hợp lại với nhau tại giao diện V-C. Các kênh đơn công đợc sử dụng để hỗ trợ cho những thông tin theo hớng xuống. Các kênh song công đợc sử dụng để hỗ trợ cho các thông tin theo hớng lên (thậm chí chỉ sử dụng một nửa số kênh này theo hớng lên). Ghép kênh ADSL đủ linh hoạt nên cho phép có nhiều tốc độ khác nhau (không phải nguyên lần 32 Kbps) do đó có thể tơng tác trực tiếp với tốc độ khác (nh T1). Điều này có thể thực hiện đ- ợc bằng cách chia sẽ các bit thêm trong kênh overhead ADSL cho các kênh bearer. Tốc độ mạng = tổng tốc độ dữ liệu - overhead nên để cho phép các tốc độ khác nhau đòi hỏi overhead phải có dung lợng thích hợp sau khi đáp ứng các đòi hỏi cấu hình.
Chức năng của ATU- C:
Lu lợng từ giao diện V-C sẽ đi qua ATU- C tới đầu ra tại giao diện U trên đ- ờng dây, vậy ATU- C có các nhiệm vụ sau:
1. Chỉ dẫn tốc độ kênh thông qua một hoặc hai "đờng dẫn ngầm"(tunnel) đợc hỗ trợ trên giao diện ADSL.
2. Tạo các mã d vòng (CRC) và mã sửa lỗi cho dữ liệu.
3. Chia dữ liệu thành các cấu trúc khung và siêu khung ở lớp vật lý. 4. Mã hoá đa âm cho tín hiệu DMT.
5. Chuyển đổi DAC và đa tín hiệu tơng tự ra đôi dây đồng xoắn.
Trong ATU- C, có hai đờng dẫn ngầm đợc dành để hỗ trợ cho dữ liệu bao gồm: đờng dẫn nhanh (fast) và đờng dẫn xen (interleaved). Tuỳ theo loại thông tin mà một kênh có thể đợc gán một trong hai loại đờng dẫn. Đờng dẫn nhanh thích hợp với các dữ liệu nhạy cảm với trễ nhng không đòi hỏi độ chính xác quá cao (có thể chấp nhận lỗi) nh audio, video. Đờng dẫn xen thích hợp với các lu lợng không nhạy cảm với trễ và đòi hỏi độ chính xác cao, do đó cần bổ sung các phơng pháp dò và sửa lỗi.
Tuy nhiên trong một số trờng hợp nếu cần truyền cả hai loại hình dữ liệu, ATU-C có sử dụng cả hai đờng dẫn. Chẳng hạn nh, trong một hội nghị truyền hình có thể đặt các kênh AS0 trong đờng xen, còn đặt các kênh song công LS0 trong đ- ờng dẫn nhanh. Kênh AS0 mang luồng lu lợng video MPEG, còn các kênh khác có thể đợc sử dụng để truyền dữ liệu điều khiển tơng tác giữa ngời sử dụng với hệ
thống video. Điều này có thể trái ngợc lại với việc thực hiện tối u thông tin dữ liệu. Kênh AS0 mang lu lợng ATM trên đờng đến trong đờng nhanh. Lu lợng đờng đi đợc mang trong kênh song công LS0, cũng ở trong đờng nhanh (và chỉ mang lu lợng trong hớng đi).
Mặc dù bốn đờng đến đơn công và ba đờng đi song công đợc định nghĩa trong tiêu chuẩn của bất kỳ cấu hình nào của ATU-C và ATU- R nhng không phải tất cả chúng đều đợc sử dụng. Chẳng hạn nh ở hai ví dụ trên chỉ có AS0 và LS0 đợc dùng cho kết nối. Mỗi kênh có thể có tốc độ là các bội số của 32 kb/s cho tới tốc độ tối đa qui định cho ADSL: theo T1.413 tốc độ tối đa hớng xuống đối với modem ADSL là 6144Kbps và hớng lên là 640 Kbps, tuỳ theo chất lợng của dây và khoảng cách truyền mà tốc độ có thể nhỏ hơn.
Các kênh hỗ trợ thông qua hai đờng dẫn bao gồm các cấu trúc khung và siêu khung vật lý. Một khung đợc tạo ra trong 250às và nội dung dữ liệu cho tất cả các kênh đợc thực hiện thông qua kết nối. Mỗi khung đợc mã hoá thành tín hiệu DMT đơn nghĩa là khung đợc mã hoá tại một thời điểm thông qua các âm. Chẳng hạn kích thớc của khung theo byte là một chức năng của tốc độ đờng dây đợc hỗ trợ bởi kết nối giữa hai modem. Tốc độ đáp ứng nhanh hơn sẽ hỗ trợ cho khung lớn hơn là đáp ứng chậm. 67 khung hợp thành một siêu khung, đợc kết thúc bởi ký hiệu đồng bộ.
Ngoài ra giao diện ADSL còn hỗ trợ 3 phơng pháp cho việc trao đổi thông tin hoạt động của lớp vật lý giữa ATU- C và ATU- R:
1. Kênh hoạt động EOC (Embedded Operation Channel) 2. Kênh tiêu đề ADSL AOC (ADSL Overhead Channel) 3. Các bit chỉ dẫn ib (introduction bit)
4.3.3 Mô hình tham chiếu ATU- R
ATU- R tơng tự nh ATU- C đặt tại phía ngời sử dụng, tuy nhiên tại giao diện T các kênh đơn công ASx chỉ hoàn toàn nhận (còn tại ATU- C chúng hoàn toàn chỉ gửi). Mô hình tham chiếu ATU- R đợc minh hoạ trên hình 4.4. Chúng tạo thành các