a. Kênh tiêu đề AOC (ADSL Operation Channel):
Mục đính của kênh AOC là chuyển đổi thông tin hoạt động cần thiết cho việc thiết lập lại cấu hình để thay đổi trạng thái đờng dây giữa ATU- C và ATU-R. Kênh AOC nằm trong byte đồng bộ của phần ghép xen khung ADSL. Mỗi khung AOC có độ dài 13 bit gồm 5 bit lệnh và 8 bit dữ liệu.
Tất cả các bản tin AOC đều chứa 1 header xác nhận kiểu và chiều dài của bản tin. Bản tin AOC này đợc lặp lại 5 lần liên tiếp, phía thu chỉ trả lời bản tin AOC chỉ khi nhận đợc 3 bản tin xác nhận trong khoảng thời gian truyền 5 bản tin đó. Ngời gửi phải thêm vào ít nhất 20 khoảng trống vào giữa hai nhóm liên tiếp, mỗi nhóm gồm 5 bản tin nhận dạng liên tục. Sau đây là một ví dụ về thông tin đợc chuyển đổi qua AOC sử dụng giao thức truyền này:
- Bit swapping: Tạo điều kiện cho hệ thống ADSL thay đổi số lợng bit gán cho kênh con DMT hoặc thay đổi năng lợng truyền của một kênh con mà không làm ngắt luồng dữ liệu. Tỷ lệ lỗi bit ở mỗi kênh sẽ đợc giữ ngang bằng nhau và đợc duy trì bằng cách di chuyển liên tục các bit ra khỏi các kênh có tỷ lệ lỗi bit cao đến các kênh có tỷ lệ lỗi bit thấp. Cả 2 ATU ở 2 phía đều có thể khởi đầu cho bit swapping. Thủ tục này ở hai hớng lên và xuống là độc lập nhau và có thể thực hiện đồng thời. ATU nào khởi đầu bit swapping sẽ truyền 1 bản tin yêu cầu và chờ nhận một bản tin xác nhận từ phía bên kia.
b. Kênh hoạt động (Embedded Operation Channel):
EOC hỗ trợ việc đọc và ghi các đăng ký chứa thông tin hoạt động trên ATU- R và ATU-C. Các đang ký theo tiêu chuẩn cho phép truy nhập miền EOC đợc thực hiện nhờ sử dụng các bit trong byte fast của các khung từ 2 đến 32 và từ 36 đến 67 trong một siêu khung. Khung EOC gồm 13 bit trong đó có 5 bit tiêu đề và 8 bit tải, tải có thể là bit dữ liệu hay lệnh đợc gửi cho phía bên kia. Khác với AOC, bản tin EOC luôn đợc khởi đầu từ ATU-C đa tới ATU-R trừ bản tin sự cố mất nguồn.
Sau đây là một số ví dụ về các thông tin đợc chuyển qua EOC sử dụng giao thức EOC:
- ATU- R tự kiểm tra: Bản tin này đợc bắt đầu khi ATU-C yêu cầu ATU- R thực hiện việc tự kiểm tra. Kết quả kiểm tra này sẽ đợc lu lại tại thanh ghi của ATU- R mà ATU-C có thể đọc đợc.
- "Dying gasp": Bất cứ khi nào ATU-R dò đợc sự mất năng lợng, nó sẽ đa bản tin u tiên khẩn cấp EOC vào dữ liệu hớng lên để thực hiện việc xác nhận "dying gasp" ở ATU-C. ATU-R nỗ lực gửi ít nhất 6 bản tin EOC "dying gasp" liên tiếp, ATU-C dò đợc sự mất năng lợng ở ATU-R khi nó nhận đợc ít nhất 4 bản tin liên
tiếp. Thông tin này sau đó có thể đợc nhà cung cấp dịch vụ sử dụng để quyết định modem ADSL của thuê bao đã tắt cha.
- Quản lý năng lợng: Hiện nay, quản lý năng lợng là một đặc tính quan trọng, đặc biệt là ở ADSL Lite. Thông tin về khả năng quản lý năng lợng sẽ đợc trao đổi qua EOC.
c. Các bit chỉ dẫn (Indication Bit):
Có 23 bit chỉ dẫn ib nằm trong các byte fast của khung ADSL. Mỗi bit đợc xem nh chỉ dẫn cho modem thu về trạng thái của modem tơng ứng tại đầu bên kia. Các bit chỉ dẫn đợc thiết lập khi các trạng thái nh lỗi đờng truyền hay mất tín hiệu đ- ợc phát hiện tại phía kia của kết nối ADSL.
4.5.2 Khởi tạo
Tiến trình khởi tạo cho phép thiết lập thông tin giữa ATU-C và ATU-R.. Tiến trình này cho phép 2 ATU nhận dạng nhau, xác định độ sẵn sàng về các trạng thái đ- ờng dây để hỗ trợ cho các thông tin, trao đổi các tham số kết nối, chỉ định tài nguyên và các thông tin khác. Nhờ đó, các ATU có thể quyết định các đặc tính thích hợp của kênh kết nối và xử lý chúng sao cho phù hợp với kênh để tối đa hoá thông l- ợng và độ tin cậy. Tiến trình này có thể bắt đầu từ một trong hai phía và đợc chia thành 4 giai đoạn: khởi tạo và xác nhận, thu thử, phân tích kênh và trao đổi.
Khởi tạo và
xác nhận Thu thử Phân tích kênh Trao đổi
Hình 4.15: Tiến trình khởi tạo cho cả ATU- C và ATU-R a. Khởi tạo và xác nhận (Activation and Acknowledgement):
Phơng pháp thừa kế T1.413i2: Tại ATU-C:
- Sau khi bật nguồn và tự kiểm tra, ATU-C ở trạng thái C- QUIET 1.
- Khi ở trạng thái này, nếu nhận đợc âm R-ACT-REQ từ ATU-R thì ATU- C sẽ rơi vào trạng thái kích hoạt.
- Sau đó, ATU- C sẽ gửi một tín hiệu kích hoạt C-ACT để thiết lập liên kết với ATU-R. Để thúc đẩy việc liên kết hoạt động khi dùng các hệ thống FDM và loại bỏ ECHO khác nhau, có 4 loại tín hiệu kích hoạt C- ACT1, C-ACT2, C-ACT3, C- ACT4. 4 tín hiệu này đợc sử dụng để phân biệt các yêu cầu về thời gian quay vòng (time looping) và sử dụng tần số pilot của các hệ thống khác nhau. ATU- C sẽ chỉ truyền một trong số 4 tín hiệu xác nhận này
Sinh viên: Trần Quốc Toản Lớp ĐT5-K43
Thời gian
- Sau quá trình xác nhận, ATU-C trở lại trạng thái C-QUIET2 và chờ xác nhận R-ACK1 hoặc R-ACK2 từ ATU-R. Mục đích của trạng thái này là cho phép dò R- ACK1 hoặc R-ACK2 mà không cần dùng bộ xoá tiếng vọng ATU-C.
- Sau đó, ATU-C có thể có ba trạng thái:
- C- REVEILLE: nếu có xác nhận R-ACK, trạng thái C- REVEILLE cho phép ATU- C chuẩn bị thu thử.
- C-ACT: Nếu không dò đợc R-ACK
- C-QUIET1: Nếu ATU-C không bắt đợc R-ACK thì sau hai trạng thái C-ACT, ATU-C sẽ trở về trạng thái C-QUIET1.
Tại ATU-R:
- Sau khi bật nguồn và tự kiểm tra, ATU-R truyền tín hiệu yêu cầu kích hoạt R- ACT- REQ. ATU -R tiếp tục duy trì trạng thái này cho tới khi nhận đợc tín hiệu kích hoạt từ ATU-C.
- ATU- R gửi hoặc R-ACK1 hoặc R-ACK2.
b. Thu thử (Transceiver training):
Trong quá trình này, ATU-R và ATU-C gửi các tín hiệu cho phép xác định trạng thái đờng dây và điều chỉnh cân bằng đầu thu của chúng. Việc thu thử cũng xác định nếu ADSL hoạt động theo chế độ ghép kênh theo tần số FDM hoặc triệt echo.
Quá trình đồng bộ bắt đầu khi ATU-R truyền tín hiệu R-REVERB1. Khi đó ATU-C:
- Đo năng lợng hớng lên để điều chỉnh năng lợng hớng xuống. - Điều chỉnh việc điều khiển độ lợi của bộ thu.
- Đồng bộ tại bộ thu.
Sinh viên: Trần Quốc Toản Lớp ĐT5-K43
C-IDLE/ C- QUIET1/ C-TONE C-ACT 1-2-3-4 C- QUIET2 C- REVELLLE R- ACT- REQ/ R- QUIET1/ R- ACK1-2 ATU-C ATU-R Thời gian
Hình 4.16: Quá trình khởi tạo và xác nhận
ATU-C C-REVEILLE C-QUIET3 C-PILOT1 C-PILOT1A C-QUIET3A C- REVERB1 C-QUIET4 C-PILOT2 C-ECT C- REVERB2 C-QUIET5 C-PILOT3 C-REVERB3 ATU-R R-QUIET2 R-REVERB1 R-QUIET3
R-PILOT1 R-ECT R-REVERB2
c. Phân tích kênh:
Thông tin trao đổi giữa các ATU theo hai hớng mang yêu cầu kết nối, thời gian chờ tuyến và băng thông cho mỗi kênh. Sau đó các ATU thực hiện kiểm tra để xác định chất lợng mạch vòng và tỷ số SNR cho mỗi tone DMT.
Sau khi thu thử, ATU-C và ATU-R bắt đầu quá trình phân tích bởi việc phát các tín hiệu và R_SEGUE1. ATU-C C- SEGUE1 C-RATES1 C-CRC1 C-MSG1 C-CRC2 C-MEDLEY C-REVERB4 ATU-R
R-SEGUE1 R-REVERB3 R-SEGUE2
R-RATES1 R-CRC1 R-MSG1 R-CRC2
R-MEDLEY R-REVERB4
Hình 4.18: Quá trình phân tích kênh
Trong quá trình phân tích một vài chức năng chung đợc thực hiện trong cả hai hớng.
Trong h ớng xuống:
- ATU-C gửi một tín hiệu gọi là C_RATE1 để cho ATU-R lựa chọn tốc độ và định dạng cũng nh các thông số của mã Reed-Solomon, sửa lỗi trớc và ghép xen, sau đó là C_CRC1 để dò lỗi cho C_RATE1.
- Tiếp theo ATU-C phát tín hiệu C_MSG1 nhằm mục đích giao tiếp với ATU-R về thông tin nhà sản xuất, mức công suất phát ATU-C sử dụng và các lựa chọn về việc khử dội hay không. Theo sau là C-CRC2 để kiểm tra lỗi cho C_MSG1.
- Sau đó ATU-C phát C_MEDLEY, một tín hiệu đợc sử dụng bởi ATU-R để ớc lợng tỷ số S/N theo hớng xuống.
Sinh viên: Trần Quốc Toản Lớp ĐT5-K43
Hình 4.17: Quá trình thu thử
- ATU-C phát C_REVER4 để chuẩn bị bớc vào giai đoạn trao đổi thông tin. Trong h ớng lên: Hoàn toàn tơng tự.
d. Trao đổi:
Các ATU trao đổi thông tin về chất lợng kết nối và cấu hình yêu cầu bao gồm: xác định băng thông để yêu cầu kênh mang, các tone DMT cụ thể và lợng dữ liệu mã hoá cho mỗi tone.
Trong quá trình trao đổi, có 2 sự kiện có thể làm cho ATU-R và ATU-C trở lại trạng thái kích hoạt và nhận biết đó là hết thời gian cho phép (timeout) hoặc có lỗi xẩy ra trên đờng truyền. Tuy nhiên trong điều kiện bình thờng, giả sử không có lỗi và thời gian truyền các thông tin qua lại nằm trong khoảng thời gian cho phép thì trong quá trình trao dổi, 2 modem sẽ bớc vào một trạng thái ổn định đợc gọi là SHOWTIME. Trong thời gian này một vài chức năng chung đợc thực hiện trong cả hai hớng nhằm tối u hoá tốc độ trên đờng truyền.
Trong h ớng xuống:
- ATU-C gửi một tín hiệu gọi là C-RATES-RA để cho ATR-R lựa chọn tốc độ dữ liệu và định dạng phù hợp. Theo sau là C-CRC-RA1 để kiểm tra lỗi cho C- RATES-RA.
- Tiếp theo, ATU-C gửi C-MSG-RA để giao tiếp với ATU-R về mức S/N cho phép, mức nhiễu tối đa và tối thiểu cho phép trong trạng thái ổn định. Theo sau C- MSG-RA là C-CRC-RA2 để kiểm tra lỗi cho nó.
- Sau quá trình này, ATU-C phát C-REVERB-RA và C-SEGUE-RA . Những khoảng thời gian tín hiệu này đợc sử dụng để cho ATU-R xử lý thông tin C-RATE- RA và C-MSG-RA.
- Sau khi ATU-C phát C-MSG2 để giao tiếp các thông tin giống nh tổng số l- ợng bit trên một ký hiệu có thể hỗ trợ, suy giảm đờng truyền và các tốc độ có thể cho phép. Tiếp đó là C-CRC3 để kiểm tra lỗi cho C-MSG2.
- ATU-C phát C-RATE2 là phản hồi của ATU-C cho R-RATES-RA và nó chứa thông tin quyết định về tốc độ đợc sử dụng trong cả hai hớng. Tiếp đó là C-CRC4 để kiểm tra lỗi cho C-RATE2.
C-REVERB4 C-SEGUE2 C-RATES-RA C-CRC-RA1 C-MSG-RA C-CRC-RA2 R-SEGUE3 R-MSG-RA R-CRC-RA1 R-RATES-RA R-CRC-RA2 R-REVERB-RA C-REVERB-RA R-SEGUE- RA R-MSG-2 R-CRC3 R-RATES2 R-CRC4 C-SEGUE- RA C-MSG-2 C-CRC3 C-RATES2 C- CRC4 C-B&G & C-CRC5 C-REVERB5 C-REVERB5 R-SEGUE4 R-B&G & R-CRC5 C-SEGUE 3 R-REVERB6 R-SEGUE 5
Hình 4.19: Quá trình trao đổi.
- Thông tin qua trọng cuối cùng đợc trao đổi gọi là C-B&G chức các thông tin về số bit đợc hổ trợ và độ lợi đợc sử dụng cho mỗi kênh DMT trong hớng lên và sau đó cũng là C-CRC5 để kiểm tra lỗi cho C-B&G.
- Theo sau C-CRC5, ATU-C phát C-REVERB5 cho đến khi nó đợc chuẩn bị phát theo điều kiện đờng truyền xác định trong C-B&G đợc gửi bởi ATU-R. Khi ATU-C đã sẵn sàng, nó phát C-SEGUE3 để thông báo cho ATU-R rằng đã đến lúc bớc vào trạng thái trao đổi ổn định SHOWTIME.
4.6. Kỹ thuật ADSL không sử dụng bộ chia( Splitterless)
Kỹ thuật ADSL không sử dụng bộ chia là một ứng dụng đặc biệt của kỹ thuật ADSL. Kỹ thuật này đã đợc nhóm Universal nghiên cứu thành tiêu chuẩn G.lite sau này đợc ITU chấp nhận thành tiêu chuẩn G992.2 vào tháng 6/1999. Mục đích của kỹ
thuật này là cho phép đơn giãn hoá việc lắp đặt thiết bị cho nhà khai thác và giảm giá thành lắp đặt ban đầu.
Kỹ thuật ADSL G.lite đơn giản hoá bằng cách bỏ bộ chia ở phía khách hàng nhng vẫn giữ lại bộ lọc băng thông cao ở modem ADSL. Nh vậy modem ADSL chỉ nhận đợc tín hiệu tần số cao dành cho ADSL còn ở phía thoại có thể nhận đợc cả 2 loại tín hiệu thoại và ADSL nhng chỉ có tín hiệu thoại đợc chuyển sang tín hiệu âm thanh có nghĩa là chất lợng thoại cũng bị ảnh hởng.
Với kỹ thuật này modem ADSL G.lite và điện thoại của khách hàng hoạt động trên cùng một hệ thống dây dẫn cho phép khách hàng có thể sử dụng dịch vụ thoại hay modem băng tần thoại một cách bình thờng. Việc này trái ngợc với ADSL thông thờng là phải có các đờng dây dẫn riêng cho ADSL và dịch vụ thoại sau khi tín hiệu qua bộ chia(thông thờng là một đoạn dây dẫn nối tới modem ADSL) .
Chúng ta có thể so sánh 2 loại kỹ thuật ADSL qua hình vẽ 4.21
Trong ADSL ban đầu, để truyền đồng thời dịch vụ thoại và số liệu cần lắp đặt một bộ phân tách Splitter ở phía thuê bao. Splitter đợc sử dụng để chống nhiễu giữa các tín hiệu ADSLvà thiết bị POTS nh máy điện thoại, máy Fax. Vì mặc dù theo lý thuyết, thoại và số liệu chiếm hai băng tần riêng nhng những tín hiệu ADSL tần số cao trên 4 KHz vẫn có thể ảnh hởng tới các thiết bị POTS, gây ra những tạp âm ảnh hởng tới chất lợng dịch vụ thoại hoặc những sự cố trong máy Fax hoặc modem tơng tự. Tác động nhiễu ngợc lại do các thiết bị POST gây ra trong modem DSL đang hoạt động cũng có thể xẩy ra do tính phi tuyến của modem DSL với tín hiệu băng tần thoại. Đồng thời sau Splitter cần lắp thêm một đôi dây đồng mới để truyền tín hiệu ADSL đến máy tính trong khi đôi dây cũ truyền tín hiệu thoại.
Hình 2.20. Phổ tần của ADSL và G.Lite
Điều này làm tăng thêm giá dịch vụ gồm chi phí lắp đặt và chi phí thiết bị khiến ADSL cha đợc triển khai rộng rãi. Với ADSL. Lite hay ADSL Splitterless. Do
không sử dụng bộ lọc thoại ở đầu cuối thuê bao nên tốc độ dữ liệu không chỉ phụ thuộc chiều dài mạch vòng thuê bao mà còn phụ thuộc trạng thái đờng dây trong nhà thuê bao và thiết bị POTS đợc kết nối vào mạng.
Nếu chất lợng mạch vòng và điều kiện trong nhà tốt thì tốc độ luồng xuống đạt 1,5 Mbit/s và luồng lên là 512 kbit/s trong phạm vi hơn 5 km.
ADSL với bộ chia thông thường ADSL không sử dụng bộ chia
Tổng đài Hộp phân bố cáp Truy nhập mạng thoại Truy nhập mạng Internet Bộ chia phía tổng đài Bộ chia phía thuê bao mạch vòng thuê bao Cáp trong nhà Đường kết nối riêng Tổng đài Hộp phân bố cáp Truy nhập mạng thoại Truy nhập mạng Internet Bộ chia phía tổng đài mạch vòng thuê bao Cáp trong nhà
Hình 4.21 So sánh cấu trúc mạng của ADSL và ADSL lite
Vi lọc
Để tránh nhiễu từ modem G.lite tới các thiết bị POTS, nó cắt bớt một phần