Mơ hình tham chiếu giao thức khách hàng được mơ tả trên Hình 3.15, là mơ hình trao đổi thơng tin giữa các khối chức năng trong Hình 3.14.
Hình 3.15 Mơ hình tham chiếu giao thức khách hàng 3.2.1.3 Mơ hình tham chiếu quản lý
Mơ hình tham chiếu giao thức mặt phẳng quản lý được mơ tả trên Hình 3.16, là mơ hình trao đổi thơng tin giữa các khối chức năng trong Hình 3.14.
Khơng xác định
Giao thức truyền dẫn (ví dụ ATM)
Khơng xác định Giao thức truyền dẫn (ví dụ ATM)
Phương tiện vật lý Giao diện người sử
dụng Giao diện nội bộ α δC δR β γC γR
LT ATU-C ATU-R NT1, AT1/2
Giao diện nội bộ LT U S/T TPS-TC PMS-TC PMD TPS-TC PMS-TC PMD
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Cơng nghệ ADSL2, ADSL2+
Hình 3.16 Mơ 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 nĩ mang đầy đủ các đặc tính của ADSL, ngồi ra ADSL2 cịn cĩ một số cải tiến đặc biệt. Do cĩ những cải tiến đặc biệt nên nếu ADSL trên đường dây điện thoại cĩ 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. Cĩ được kết quả này là do ADSL2 cải thiện hiệu quả điều chế, giảm tiêu đề khung, đạt được độ lợi mã hố cao hơn, cải thiện trạng thái khởi tạo và tăng cường thuật tốn 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 dụng a. Hỗ trợứng dụng ở chế độ hồn tồn số:
ADSL đưa ra một chế độ tuỳ chọn cho phép truyền số liệu ADSL trên băng tần thoại do đĩ tăng thêm 256Kbps cho tộc độ dữ liệu đường lên. Chếđộ 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 chếđộ này mà các doanh nghiệp đạt được các dịch vụ với tốc độđường lên cao hơn.
Hình 3.17 đưa ra mơ hình ứng dụng cơ bản cho dịch vụ số liệu với các điểm tham chiếu và các thiết bịđược 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 thơng hoặc các thiết bị khác. Các kết nối tới phần thiết bị đầu cuối được thực hiện qua điểm tham chiếu S/T. Kết nối giữa ATU-
TPS-TC PMS-TC PMD Khơng xác định Giao thức quản lý (G.997.1) Khơng xác định Giao thức quản lý (G.997.1)
Phương tiện vật lý Giao diện người sử
dụng
Giao diện nội bộ
δC δR
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. Cơng nghệ ADSL2, ADSL2+
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 mơ hình ứng dụng này khơng cĩ dịch vụ băng hẹp được triển khai trên đường DSL.
ADSL cĩ thể hoạt động trong chế độ hồn tồn số khơng cĩ dịch vụ ưu tiên hay hoạt động ở chế độ cĩ dịch vụưu tiên POTS hoặc ISDN nhưng khơng sử dụng dải tần dành cho dịch vụưu tiên.
Hình 3.17 Mơ hình ứng dụng dịch vụ số liệu b. Hỗ trợứng dụng thoại trên băng tần ADSL:
Cĩ ba phương thức cơ bản để truyền lưu lượng thoại trên đường dây cáp đồng sử dụng băng tần DSL đĩ 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 hố và thơng 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 hố và thơng tin báo hiệu vào các gĩi IP và truyền chúng trên đường dây điện thoại cùng với số liệu khác. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Cịn phương thức CVoDSL, là một cải tiến của cơng 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 đĩ nĩ 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 cĩ 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. Cơng 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 đĩ thiết bị truy nhập phát các luồng DS0 thoại trực tiếp tới chuyển mạch kênh qua PCM. Phương thức này khơng cần đĩng gĩi lưu lượng thoại vào các giao thức cao hơn như ATM hay IP (Hình 3.19). Nhiều đường thoại cĩ thể hoạt động đồng thời phụ thuộc vào độ rộng băng tần đường lên. Với độ rộng băng tần đường lên là 256Kbps thì cĩ 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 khơng đĩng gĩi 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 sĩng mang đĩ 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 cĩ 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. Thơng qua IMA, ADSL2 cĩ thể ghép hai hoặc nhiều đơi 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. Cơng nghệ ADSL2, ADSL2+
độđường xuống linh hoạt hơn (Hình 3.20): + 20 Mbps trên 2 đơi ghép. + 30 Mbps trên 3 đơi ghép. + 40 Mbps trên 4 đơi 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 cĩ độ trễ khác nhau. Để hoạt động được dưới các điều kiện này thì chuẩn IMA cũng yêu cầu cĩ sự điều chỉnh đối với một số chức năng lớp vật lý ADSL
IAM Group phy phy phy phy phy phy IAM Group Link 1 Link 0 Link 2
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Cơng 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 cĩ thểđựơc tập hợp vào các cấu trúc khác nhau khi chúng truyền qua chức năng PMS-TC phát. Nhĩm 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 nhĩm 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 … MDF #(M0-1) FEC (R0 octets)
Sync Frame Bearer#0
Octets (B00 octets) Sync Frame Bearer#0 Octets (B01octets)
(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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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. Cơng nghệ ADSL2, ADSL2+
Hình 3.23 Minh họa cấu trúc khung với hai đường và hai khung
Các tham số trong các hình vẽ cĩ ý nghĩa và giá trị như sau:
+ p, n là chỉ sốđường và khung mang tương ứng. Nĩ cĩ 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. Nĩ 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. Nĩ nhận các giá trị 1, 2, 4, 8 hoặc 16. Nếu Rp=0 thì Mp=1.
+ Lp là số bit từđường p đưa tới khối PMD trên PMD.Bits.comfirm. Nĩ cĩ giá trị 1≤Lp≤15*(NSC-1) và 8≤∑Lp≤*(NSC-1).
+ NSC là chỉ số sĩng 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 cĩ thể lập trình được. Do đĩ, khơng như trong chuẩn ADSL thế hệ
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 B01 +1 octets
Data Form Frame(0).confirm
B00+1 octets
MDF MDF … MDF FEC
(Interleaved FEC Data Frame)
(Interleaved FEC Data Frame)
Frame Bearer Channel #0
L1 bits L1 bits
MDF MDF … MDF FEC
(Interleaved FEC Data Frame)
(Interleaved FEC Data Frame)
Frame Bearer Channel #1
L0 bits L0 bits
Refrence Point C Interleaved FEC Data (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Frame M0X(B01+1)+R0 octets
Refrence Point B FEC Data frame M0X(B01+1)+R0 otets
Refrence Point A MUX Data frame B01 +1 octets
Data Form Frame(0).confirm
B00+1 octets Latency Path Function #0 Latency Path Function #1
Data Frame #(i) Data Frame #(i-1)
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Cơng nghệ ADSL2, ADSL2+
thứ nhất số bit tiêu đề trên khung là cố định và chiếm 32Kbps của tải số liệu thực tế, trong chuẩn. ADSL2 số bit tiêu chuẩn trong khung cĩ thể lập trình được chiếm từ 4 đến 32Kbp. Trong các hệ thống ADSL thế hệ thứ nhất, trên các đường dây điện thoại cĩ tốc độ số liệu thấp (ví dụ 128Kbps) thì 32Kbps (hoặc 25% tốc độ số liệu tổng) được cung cấp phát cố định cho thơng tin tiêu đề. Trong các hệ thống ADSL2, tốc độ số liệu tiêu đề cĩ thể giảm xuống cịn 4Kbps, do đĩ cung cấp thêm 28Kbps cho tải số liệu.
3.2.2.3 Các tính năng liên quan đến PMD a.Chuẩn đốn:
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 đốn. Khả năng chuẩn đốn cung cấp các cơng cụđể 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 đốn 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 vịng 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 đốn đặc biệt ngay cả khi chất lượng đường dây là quá tồi để cĩ thể hồn thành kết nối ADSL.
Ngồi ra, ADSL2 bao gồm khả năng giám sát hiệu năng thời gian thực, khả năng này cung cấp thơng tin về chất lượng đường dây và điều kiện tạp âm tại hai đầu đường dây. Thơng 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. Thơng tin này cũng được sử dụng để quyết định xem một khách hàng cĩ thể được cung cấp các dịch vụ cĩ tốc độ số liệu cao hơn hay khơng.
b. Thích ứng tốc độ:
Các đường dây điện thoại được bện với nhau trong bĩ cáp nhiều đơi chứa 25 hoặc nhiều hơn các đơi dây xoắn. Kết quả là tín hiệu điện từ một đơi gây ra từ trường trên các đơi gần kề trong bĩ cáp Hình 3.24. Hiện tượng này được gọi là “xuyên âm” và cĩ thể cản trở đặc tính tốc độ số liệu ADSL. Kết quả là những thay đổi của các mức xuyên âm cĩ thể làm đứt kết nối trong ADSL. Xuyên âm chỉ là
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Cơng nghệ ADSL2, ADSL2+
một nguyên nhân gây đứt kết nối trên hệ thống ADSL. Các nguyên nhân khác cĩ thể là do nhiễu sĩng vơ tuyên AM, những thay đổi về nhiệt độ và nước trong bĩ cáp.
Hình 3.24 Ảnh hưởng giữa các đơi 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 khơng làm ngắt dịch vụ hoặc gây lỗi bit. ADSL2 phát hiện ra những thay đổi trong điều kiện kênh (ví dụ, một trạm vơ 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 khơng 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 khơng 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 cơng suất phát trên mỗi kênh.
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Cơng 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 phát cùng chuyển nhanh và trong suốt sang tốc độ số liệu mới.
c. Hỗ trợ khởi tạo nhanh:
Khởi tạo bộ thu phát ADSL được yêu cầu cho kết nối giữa ATU-C và ATU-R