AS1,AS2) 2 (AS0,AS1) 1 (AS0)
Kênh tải song hướng
Dung lương lớn nhất (kbit/s) 640 608 176
Kênh tải lựa chọn (kbit/s) 576
384 384 160 160 160 C (64) C (64) C (64) Số lượng kênh phụ lớn nhất 3 (LS0, LS1,LS2) 2 (LS0, LS1) hay (LS0,LS2) 2 (LS0, 2(LS0, LS1) hay LS1 (LS0,LS2
redundancy check-CRC), một số bit sử dụng cho khai thác, quản lý và bảo dưỡng (OMC), số khác dùng sửa lỗi trước (forward error correction-FEC).
Tất cả các bít mào đầu được gửi trên cả hai hướng. Trong phần lớn trường hợp, các bit mào đầu truyền với tốc độ 32 kbit/s (nhưng cũng có ngoại lệ). Ðối với dung lượng cao, hướng từ tổng đài tới thuê bao có tốc độ lớn nhất là 128 kbit/s và nhỏ nhất là 64 kbit/s (giá trị mặc định là 96 kbit/s) và tốc độ lớn nhất là 64 kbit/s và nhỏ nhất là 32 kbit/s (giá trị mặc định là 64 kbit/s) cho hướng từ thuê bao tới tổng đài.
Bit mào đầu có thể nằm trong tốc độ bit của khung ADSL và không chiếm băng tần phụ hoặc được thêm vào tốc độ bit của khung cho hướng này hoặc hướng kia. Ví dụ, lớp truyền tải thứ nhất hoạt động với tốc độ 6,144 Mbit/s chiều xuống cộng thêm tối đa 192 kbit/s và tối thiểu 128 kbit/s cho tốc độ bit tổng. Khi ghép với tốc độ mào đầu lớn nhất trên kênh song công thì tốc độ lớp thứ nhất tăng từ 6,144 Mbit/s tới 6,976 Mbit/s (lớn nhất) hoặc 6,336 Mbit/s (nhỏ nhất) với 6,912 Mbit/s sử dụng cho hầu hết các tốc độ sử dụng tốc độ mào đầu mặc định. Các lớp khác cũng ảnh hưởng tương tự.
Các kênh mang của ADSL:
Một hệ thống ADSL có thể vận chuyển 7 kênh mang đồng thời. Tốc độ của các kênh mang có thể là 1,536 Mbit/s hoặc 2,048 Mbit/s là bội số của 32 Kbit/s – bước thay đổi tốc độ truyền của DMT.
Có 4 kênh mang một chiều độc lập hướng xuống được mang nhãn từ AS 0-AS 3:
- AS 0 mang tốc độ số liệu 32 Kbit/s÷6,144 Mbit/s - AS 1 mang tốc độ số liệu 32 Kbit/s ÷ 4,608 Mbit/s. - AS 2 mang tốc độ số liệu 32 Kbit/s ÷ 3,072 Mbit/s. - AS 3 mang tốc độ số liệu 32 Kbit/s ÷ 1,536 Mbit/s.
Tốc độ của các kênh đều là bội số của 32 Kbit/s. AS0 là kênh bắt buộc phải cung cấp còn các kênh khác là tuỳ chọn.
Có 3 kênh mang hai chiều mang nhãn LS0 – LS2. Kênh mang LS0 mang tốc độ số liệu 16 kbit/s và 32 ÷ 640 Kbit/s. LS1 và LS2 cũng mang tốc độ 32 ÷640 Kbit/s đều là bội số của 32Kbit/s. LS0 là bắt buộc, LS1 và LS2 là tuỳ chọn. Tốc độ dữ liệu 16 Kbit/s dành cho một kênh điều khiển bắt buộc gọi là kênh C. Mặc dù 3 kênh này truyền hai hướng nhưng chúng thường được sử dụng cho luồng số liệu hướng lên.
Khuôn dạng ghép kênh dữ liệu ADSL rất mềm dẻo cho phép vận chuyển các tốc độ không phải là bội của 32 Kbit/s như tốc độ T1 1,544 Mbit/s. Tốc độ số liệu mạng bằng tốc độ số liệu tổng thể trừ đi phần mào đầu hệ thống ADSL. Phần mào đầu này gồm một số phần cố định và một số phần tuỳ chọn. Do đó việc cung cấp các kênh mang có tốc độ không phải là bội số của 32 Kbit/s yêu cầu kênh mào đầu phải có đủ dung lượng không kể phần đáp ứng những yêu cầu của hệ thống.
Các cấp chuyển vận của ADSL:
Để tăng cường tính tương thích của các thiết bị do các nhà cung cấp khác nhau, Diễn đàn ADSL đưa ra 4 cấp chuyển vận như bảng sau:
Bảng 1.7. Các phương án lựa chọn kênh mang cho các cấp vận chuyển
Cấp chuyển vận 1 2 3 4
Các kênh mang một chiều
Tốc độ tối đa Mbit/s 6,144 4,608 3,072 1,536 Các phương án lựa chọn kênh mang(Mbit/s) 1,536 1,536 1,536 1,536 3,072 3,072 3,072 4,608 4,608 6,114
Số lượng kênh tối đa 4 AS0 ÷AS3 3 AS0 ÷ AS2 2 AS0 và AS1 1 AS0
Các kênh mang hai chiều
Tốc độ tối đa Kbit/s 640 608 608 176
Các phương án lựa 576
chọn kênh mang (Kbit/s)
160 160 160 160
C(64) C(64) C(64) C(64)
Số lượng kênh tối đa 3 LS0÷LS2 2 LS0-LS1 /LS0-LS2 2 LS0-LS1 /LS0-LS2 2 LS0-LS1 /LS0-LS2
( Trích từ diễn đàn ADSL)
1.5. Cấu trúc siêu khung ADSL. 1.5.1. Cấu trúc siêu khung.
Thiết bị ADSL gồm ATU-C và ATU-R truyền dữ liệu bằng cách sử dụng các mã đường truyền, thông thường là DMT hoặc CAP.
Tất cả các giao thức ngày nay đều xây dựng trên cơ sở phân lớp. Giao thức ADSL cũng vậy. Ở mức thấp nhất của giao thức là các bit, biểu thị bởi mã đường truyền DMT và CAP. Các bit được tổ chức thành khung và tập hợp các khung thành siêu khung theo một trật tự. Nếu so sánh với các cấu trúc khung khác, siêu khung ADSL có nhiều điểm chung với cấu trúc khung hoặc siêu khung của T1 hơn là cấu trúc khung của mạng Ethernet LAN. Trong thực tế, các khung Ethernet có thể tạo nên nội dung của siêu khung ADSL. Toàn bộ cấu trúc siêu khung được miêu tả ở hình 5.1.
ADSL truyền tải theo khung. Độ dài của khung được quyết định bởi tốc độ dữ liệu tương ứng tại giao diện. Lượng dữ liệu thực sự được mã hóa trong một kênh sóng mang DMT là một hàm của trạng thái đường dây. Tùy theo trạng thái đường dây lúc bắt đầu chuyển đổi mà số sóng mang được hỗ trợ và lượng dữ liệu trong mỗi âm sẽ thay đổi. Một khung sẽ được mã hóa và điều chế thành một ký hiệu (symbol) DMT. Mỗi khung chứa dữ liệu từ cả bộ đệm dữ liệu nhanh và bộ đệm dữ liệu xen cũng như các bit mào đầu được dùng để sửa lỗi, quản trị và quản lý tuyến ADSL. Vì độ dài khung liên quan trực tiếp đến cách dữ liệu được mã hóa sử dụng DMT nên không cần thiết phải chỉ thị ranh giới đầu hay cuối một khung.
Trong ADSL, một siêu khung bao gồm một dãy 68 khung ADSL liên tiếp. Trong số đó, một vài khung có chức năng đặc biệt. Ví dụ ở khung 0 và 1, mang thông tin điều khiển lỗi (kiểm tra phần dư chu kỳ - CRC) và các bít chỉ thị sử dụng cho quản lý đường truyền. Ngoài ra, các bít chỉ thị khác được tải ở khung 34 và 35. Một khung đồng bộ đặc biệt không mang tin theo sau siêu khung đảm nhận chức năng đồng bộ cho siêu khung. Một siêu khung ADSL có chu kỳ 17 ms.
Vì đường truyền ADSL chỉ truyền cho các tuyến điểm-điểm nên không có địa chỉ khung và nhận dạng kết nối của ADSL.
Hình 1.16.. Cấu trúc siêu khung ADSL
Bên trong các siêu khung là các khung ADSL. Một khung của ADSL có chu kỳ là 250 µs (1/4000 giây) và chia thành hai phần chính. Phần đầu là phần số liệu nhanh. Phần số liệu nhanh liên quan đến độ nhạy trễ, khả năng chấp nhận nhiễu (ví dụ audio và video). Nội dung của phần đệm dữ liệu nhanh của thiết bị ADSL được đặt tại đây. Một byte đặc biệt được gọi là byte nhanh được đặt trước phần này và mang chức năng CRC cộng với một số bít chỉ thị cần thiết. Dữ liệu nhanh được bảo vệ bởi trường FEC để sửa lỗi.
Phần thứ 2 của khung bao gồm những thông tin từ bộ đệm chèn. Dữ liệu xen là những gói tin có thể bị ảnh hưởng của nhiễu do thời gian sử lý và bị trễ. Việc chèn bit làm cho bit tín hiệu ít bị ảnh hưởng những tác động của
Khung Khung Khung Khung 34Khung 35 Khung 66Khung 67 Ð-Bộ
Byte
nhanh Phần đệm dữ liệu nhanh FEC Phần đệm dữ liệu xen
Siêu khung ADSL 17 mili giây
nhiễu. Phần này của khung dùng cho các ứng dụng số liệu thuần tuý, như là truy nhập Internet tốc độ cao. Tuy nhiên, tất cả nội dung của khung phải được trộn ngẫu nhiên trước khi truyền để tối thiểu hoá các lỗi đồng bộ siêu khung.
Không có một kích cỡ khung tuyệt đối cho các siêu khung ADSL bởi vì tốc độ đường truyền ADSL thay đổi và không đối xứng, hơn nữa bản thân kích cỡ khung cũng không cố định. Tuy vậy, chúng ta vẫn ngầm hiểu rằng kích cỡ khung là cố định, có nghĩa là mỗi khung có chu kỳ 250 µs (phần dữ liệu nhanh và chèn là 125 µs), và một siêu khung phải có chu kỳ 17 ms. Tốc độ truyền ADSL lớn nhất sẽ có kích thước khung lớn nhất. Kích cỡ phần đệm được xác định theo cấu trúc và tốc độ kênh tải khi thiết lập cấu hình ban đầu. Kích cỡ phần đệm này cũng có thể thay đổi lại trong quá trình khai thác.
Các khung 0, 1, 34 và 35 có chức năng đặc biệt trong cấu trúc siêu khung ADSL. Các khung này kiểm tra phần dư cho các siêu khung và các bit chỉ thị cho các chức năng khác nhau của mào đầu. Các khung khác (2 đến 33 và 36 đến 67) mang thông tin mào đầu cho kênh EOC và kênh điều khiển đồng bộ (SC). Tất cả các thông tin này được tải trong byte dữ liệu nhanh của từng khung ADSL trong siêu khung .
Hình 1.17.Cấu trúc bit mào đầu ở byte dữ liệu nhanh
Các bit mào đầu dữ liệu nhanh có cấu trúc khác nhau phụ thuộc vào tính chẵn lẻ của khung đánh số (hình 5.2). Bốn chức năng chính của mào đầu được thể hiện trong hình. Các bít sử dụng để xác định lỗi và các bit chỉ thị cho chức năng OAM ở khung 0, 1, 34 và 35. Các khung khác tải bít cấu hình (EOC) và bít điều khiển đồng bộ (SC) cho việc xác định cấu trúc kênh tải và đồng bộ.
Bit r1 dành cho tương lai và được đặt ở giá trị 1. Có bốn bit khác cũng được đặt giá trị 0 hoặc 1. Những bit này trợ giúp việc nhận dạng khung EOC hay SC. Bit 0 và 1 sẽ là bit đầu tiên của byte nhanh.
Phần lớn nhất của mào đầu dành cho các bít chỉ thị. Chức năng của chúng được định nghĩa ở bảng 1.8.
Bảng 1.8. Chức năng của các bit chỉ thị Bít chỉ thị Ðịnh nghĩa ib0 – ib7 ib8 ib9 ib10 ib11 ib12 ib13 ib14 - ib23
Dành cho tương lai febe-i fecc-i febe-ni fecc-ni los Rdi
dành cho tương lai
Các bít chỉ thị từ bít 0 đến bít 7 và 14 đến 23 (8 bít đầu và 10 bít cuối) được dành cho tương lai. Bít 8 đến 13 đã được định nghĩa.
Bit chỉ thị los (ib12) chỉ ra sự mất tín hiệu và được ADSL ATU sử dụng để xác định tín hiệu hướng ngược lại bị mất hay bị suy giảm ở dưới ngưỡng cho phép. Nếu mất tín hiệu bit los = 1 và ngược lại là 0. Bít rdi chỉ ra sai hỏng đầu xa và được ADSL ATU sử dụng để xác định các khung bị lỗi nặng (SEF). SEF xuất hiện khi hai siêu khung phối hợp không có nội dung như mong muốn ở khung đồng bộ theo sau khung 67. Khái niệm khung đồng bộ với bit điều khiển đồng bộ là hoàn toàn khác biệt nhau. Giá trị rdi =1 khi không có thông báo SEF và bằng 0 khi ngược lại.
Bốn bít chỉ thị khác từ ib8 đến ib11. Cả 4 bit biểu thị cho trạng thái lỗi đầu xa. ib8 được gọi là febe-i, thay thế cho lỗi khối đầu xa của dữ liệu chèn trong siêu khung ADSL. Bít này dùng để chỉ kết quả kiểm tra CRC dữ liệu chèn ở siêu khung nhận được có khớp với kết quả tính toán hay không. Nếu khớp bit này bằng 1 và ngược lại bằng 0. ib10 được gọi là febe-ni, thực hiện chức năng tương tự cho phần dữ liệu nhanh với cùng giá trị. ib9 được gọi là
fecc-i, dùng cho mã sửa lỗi trước (FEC) dữ liệu chèn trong siêu khung ADSL. Bit này bằng 1 khi không có lỗi phải sửa và ngược lại bằng 0. ib11 được gọi là fecc-ni thực hiện chức năng tương tự như ib9 nhưng dùng cho dữ liệu nhanh với cùng giá trị.
1.5.2. Cấu trúc khung.
Phần tử tạo nên siêu khung là các khung ADSL. Việc mô tả cấu trúc khung này rất đơn giản vì khung ADSL nằm trong siêu khung có cấu trúc cố định. Ðối với mỗi bộ đệm dữ liệu (nhanh hoặc chèn), khung được tạo một cách đơn giản từ một số byte cho kênh tải AS0, tiếp theo là AS1 và cứ như vậy đến AS2. Tiếp đến là các byte LS0, LS2 và cuối cùng LS3. Nếu không có byte nào cho AS và LS thì vùng đó trống. Cuối cùng là một vài byte mào đầu được thêm và sử dụng chung cho các kênh.
Thực tế, ADSL có nhiều tốc độ truyền dẫn khác nhau ở mỗi hướng nên cấu trúc sẽ phức tạp. Chỉ có ở các lớp truyền tải mới có thể thêm bất cứ phần cấu tạo chung nào cho cơ cấu không chặt chẽ này. Chú ý rằng các bit AS và LS có thể truyền trong phần đệm dữ liệu nhanh hoặc dữ liệu chèn trong khung ADSL. Mỗi chuỗi số liệu người sử dụng được gán cho một vùng đệm dữ liệu nhanh hoặc chèn trong suốt quá trình xử lý ban đầu. Tuy nhiên nếu AS được gán vào phần đệm nhanh thì sẽ không có trong phần đệm chèn. Nói cách khác, nếu khung ADSL có chứa các bit cho AS0 trong vùng đệm dữ liệu nhanh của khung thì nhất thiết phải có một số lượng bít tương tự cho AS0 trong vùng đệm dữ liệu chèn của khung.
Cấu trúc cho số byte mặc định trong khung ADSL được trình bày trong bảng 1.9. Tuy nhiên, các giá trị mặc định có thể thay đổi. Chú ý rằng nếu một phần của vùng đệm khác không thì giá trị trong vùng đệm khác phải bằng 0.
Bảng 1.9. Vùng đệm mặc định cho các lớp truyền tải (T1) Tín h i ệ u
Phần đệm dữ liệu xen Phần đệm dữ liệu nhanh Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 AS0 96 96 48 48 0 0 0 0 AS1 96 48 48 0 0 0 0 0 AS2 0 0 0 0 0 0 0 0 AS3 0 0 0 0 0 0 0 0 LS0 2 2 2 255 0 0 0 0 LS1 0 0 0 0 5 0 0 5 LS2 0 0 0 0 12 12 12 0
Trên đây chúng ta đã miêu tả những nét chính của cấu trúc khung và siêu khung ADSL, cần chú ý rằng trong lớp truyền tải thứ nhất, cấu trúc mặc định chỉ định 96 byte cho AS0 và AS1 trong mỗi khung ADSL. Vì có 8 bit trong 1 byte và 4000 khung ADSL được gửi mỗi giây nên tốc độ bít trên AS0 và AS1 là 3,072 Mbit/s không kể đến kích thước khung đầy đủ. Như vậy hai kênh tải tin từ tổng đài tới thuê bao hoạt động ở 3,072 Mbit/s là sự tuỳ chọn thiết lập cho lớp thứ nhất. Thực tế trong trường hợp này, đối với cấu hình mặc định thì kích thước phần đệm cũng nên nhận giá trị mặc định là hiệu quả nhất. Chú ý rằng các kênh LS0 cũng có tốc độ 64 kbit/s cho hai hướng.
Cấu trúc khung ADSL trong lớp truyền tải thứ nhất được gửi đi từ ATU-C. Các byte nhanh được truyền đi trước loại trừ tất cả các byte tới từ bộ đệm chèn.