Trong ADSL, một siêu khung bao gồm một dãy 68 khung ADSL liên tiếp. Trong số đĩ một vài khung cĩ chức năng đặc biệt. Ví dụ, khung 0 và 1 mang thơng tin điều khiển lỗi (CRC) và các bit chỉ thị sử dụng cho quản lý đường truyền. Ngồi ra, các bit chỉ thị khác được chứa trong khung 34 và 35. Một khung đồng bộ đặc biệt khơng mang tin theo sau siêu khung đảm nhận chức năng đồng bộ cho siêu khung.
Các khung 0, 1, 34 và 35 cĩ vai trị đặc biệt trong đa khung ADSL. Những khung này mang thơng tin CRC của khung và các bit chỉ thị là các thơng tin overhead. Các khung khác bao gồm khung 2 đến khung 33 và khung 36 đến khung 67 cũng cĩ truyền các thơng tin Overhead của kênh EOC và điều khiển đồng bộ. Tất cả các thơng tin này được truyền tải ở vị trí byte fast data của mỗi khung trong đa khung ADSL. Phần mào đầu (Overhead) của dữ liệu nhanh (fast data) cĩ cấu trúc khác nhau tùy thuộc vào khung chẵn hay khung lẻ.
Một siêu khung ADSL cĩ chu kỳ 17 ms (Hình 3.21):
GVHD: TS. VÕ TRƯỜNG SƠN SVTH: TRẦN THỊ LOAN61 Byte dữ liệu
Byte dữ liệu xen
Fast byte Các byte FEC Khung 0 Khung 1 Khung 2 Khung 34 Khung 35 Khung đồng bộ Khung 67 Khung 66
Bộ đệm dữ liệu nhanh Bộ đệm dữ liệu xen Ib8-15 Trong byte Khơng dùng hoặc dữ liệu mức bit Ib16-23 Trong
byte Ib= (bit chỉ thị)
Ib0-7 Trong byte crc 0-7 trong byte nhanh và đồng bộ Bộ đệm khung dữ liệu (68/69x250µs) 1 byte RF byte Siêu khung (17 ms) Các byte N F Các byte NF Các byte NF KF byte khung dữ liệu ghép, điểm
Hình 3.21: Cấu trúc siêu khung ADSL.
Một khung ADSL cĩ chu kỳ 250µs, số bytes trong một khung được quyết định bởi tốc độ dữ liệu tương ứng của giao diện. Như vậy số bytes trong khung ADSL khơng cố định mà nĩ phụ thuộc vào tốc độ của dịng dữ liệu đến ATU-C. Khung ADSL gồm cĩ hai phần: phần đầu là khung dữ liệu của đường “nhanh”, phần sau là khung dữ liệu của đường “xen”.
Dữ liệu của các kênh logic được điều khiển đi theo đường nhanh sẽ được ghi vào trong bộ đệm nhanh (fast buffer). Dữ liệu này được chèn vào trong phần đầu của khung ADSL tức là được sắp xếp vào khung đường nhanh, trong đĩ byte đầu tiên của khung gọi là “fast byte”. Byte này chứa các thơng tin về đồng bộ hoặc là những thơng tin mào đầu. Số liệu được đưa vào các bytes tiếp theo của khung.
Các kênh logic đến ATU-C được chỉ định theo đường dẫn xen được ghi vào bộ đệm dữ liệu xen và phần thứ hai của khung ADSL chứa thơng tin từ bộ đệm xen này (interleaved data buffer). Dữ liệu ghép xen được đĩng gĩi và phải khơng bị tác động bởi nhiễu. Do đĩ cần xử lý phức tạp và tốn nhiều thời gian trễ hơn.
Tất cả nội dung của khung được ngẫu nhiên hĩa trước khi truyền đi để tối thiểu hĩa trường hợp mất đồng bộ khung.
Các kênh truyền qua hai đường dẫn được hợp nhất và sắp xếp vào các khung và các siêu khung. Một khung cĩ độ dài 250 μs và chứa đựng nội dung dữ liệu của tất cả các kênh. Các kênh truyền qua đường dẫn ngầm nhanh được sắp xếp vào trong khung trước các kênh truyền qua đường dẫn xen.
Mỗi khung được mã hĩa DMT thành kí hiệu DMT đơn, tức là khung được mã hĩa tại một thời điểm bởi tất cả các tần số sĩng mang DMT. Vì vậy kích thước của
khung ( số bytes trong một khung) sẽ quyết định tốc độ của đường truyền ADSL giữa hai modem.
Mã sửa sai FEC thêm thành phần phụ vào luồng dữ liệu truyền đi sao cho khi cĩ một phần của tín hiệu bị phá hủy vì nhiễu xung thì những phần cịn lại của tín hiệu ũng chứa đủ thơng tin để cĩ thể phục hồi lại phần thơng tin bị mất. FEC được áp dụng theo từng byte của khối dữ liệu và được đặc tính hĩa bởi số byte nĩ cĩ thể sửa được trong một khối dữ liệu cĩ độ dài cho trước. Khi số byte lỗi trên thực tế vượt quá số byte bộ mã cĩ thể sửa được thì dịng dữ liệu sau khi sửa sai vẫn cịn thơng tin sai. Để tối ưu hĩa khả năng sửa sai của bộ mã sửa sai máy phát sử dụng phương pháp ghép xen dữ liệu. Sau khi áp dụng mã sửa sai FEC, bộ ghép xen kẽ sắp xếp lại thứ tự của các byte sao cho khi cĩ tác động của nhiễu xung lên dịng dữ liệu nĩ sẽ phá hủy một số byte mà lúc giải ghép xen kẽ thì các byte sai sẽ được trải rời rạc ra. Như vậy, ghép xen kẽ làm giảm thời gian nhiễu xung phá hủy dữ liệu và tạo cơ hội cho mã sửa sai FEC phát huy tác dụng.
3.6.1 Cấu trúc khung của bộ đệm dữ liệu nhanh
Dữ liệu trong bộ đệm nhanh được chèn vào trong đường dẫn đầu tiên của khung. Byte đầu tiên gọi là “fast byte” và mang chức năng CRC và một số bit chỉ thị cần thiết. Các byte dữ liệu từ bộ đệm liên tục được chèn tiếp sau “fast byte”. Nếu kênh mang nào khơng dùng thì sẽ khơng cĩ dữ liệu chèn vào tương ứng. Nếu như khơng cĩ dữ liệu nào được gửi đi, thì khung chỉ chứa “fast byte”. Phần bộ đệm dữ liệu nhanh kết thúc bằng các byte chứa thơng tin đồng bộ (AEX và LEX), đây là hai byte mở rộng được thêm vào trong cấu trúc khung phát và cuối cùng là mã sửa lỗi FEC.
Dữ liệu nhanh là các dữ liệu nhạy với thời gian trễ như audio, video, ... từ các nhà máy cung cấp và ADSL cố gắng thực hiện với độ trễ nhỏ nhất. Một octet đặc biệt gọi là fast byte được đặt trước tầng dữ liệu nhanh để mang thơng tin CRC hay các bit chỉ thị. Dữ liệu nhanh được bảo vệ bằng trường FEC để sửa sai vì các dữ liệu nhanh như âm thanh, hình ảnh khơng thể sửa sai bằng cách gửi lại được.
AEX và LEX: là những byte mang thơng tin đồng bộ lần lượt cho các kênh Asx và LSx.
AEX= 0: nếu dịng đơn cơng ASx khơng cĩ dữ liệu. LEX= 0: nếu cả ASx và LSx khơng cĩ dữ liệu. Fast byte:
Mỗi siêu khung ADSL dành 8 bit cho CRC (crc0-crc7), 24 bit chỉ thị (ib0-ib23) dành cho chức năng OAM. “Fast byte” của khung 0 được dùng cho các bit CRC, của khung 1, 34, 35 dùng bit chỉ thị ib, các khung cịn lại tải bit cấu hình (EOC) và bit điều khiển đồng bộ (SC) cho việc xác định cấu trúc kênh tải và đồng bộ.
64
CRC7 CRC6 CRC5 CRC4 CRC3 CRC2 CRC1 CRC0
MSB LSB
“Fast Byte” của khung 0
ib7 ib6 ib5 ib4 ib3 ib2 ib1 ib0
MSB LSB
“Fast Byte” của khung 1
ib15 ib14 ib13 ib12 ib11 ib10 ib9 ib8
MSB LSB
“Fast Byte” của khung 34
ib23 ib22 ib21 ib20 ib19 ib18 ib17 ib16
MSB LSB
“Fast Byte” của khung 35
eoc6 eoc5 eoc4 eoc3 eoc2 eoc1 eoc0 1
MSB LSB
“Fast Byte” của các khung chẵn từ 2 đến 33
eoc13 eoc12 eoc11 eoc10 eoc9 eoc8 eoc7 1
MSB LSB
“Fast Byte” của các khung lẻ từ 2 đến 33
sc7 sc6 sc5 sc4 sc3 sc2 sc1 0
MSB LSB
3.6.2 Cấu trúc khung của bộ đệm dữ liệu xen
Bộ đệm xen được chèn vào trong khung sau bộ đệm nhanh. Đầu tiên nĩ được tập hợp theo khuơn dạng đồng nhất theo khung nhanh. Giống như khung nhanh, dữ liệu thực sự cho mỗi kênh mang được chỉ định cho đường dẫn xen được trải ra tương xứng với băng thơng của các kênh mang của đường nối ADSL. Việc ghép kênh được thực hiện cho đường dẫn xen, các khung được giữ trong bộ đệm tới chỉ rõ chiều sâu xen và sự liên kết giữa chúng. Kết quả là đầu ra cĩ cùng độ dài với khung đầu vào nhưng lại là từ những khung xen từ trước. Chẳng hạn như dữ liệu gửi đến bộ mã hố DMT nội dung dữ liệu từ N khung trong bộ đệm. Dữ liệu từ khung xen bất kỳ bị trễ đi một chu kỳ là N khung (250 N lần mili giây) trước khi được giải mã ở phía bên kia. Đầu ra được ghép lại với đầu ra của bộ đệm nhanh để xây dựng khung.
Dữ liệu xen kẽ được đĩng gĩi và phải khơng bị tác động bởi nhiễu nên cần xử lý phức tạp và tốn nhiều thời gian trễ hơn. Việc xen kẽ dữ liệu sẽ làm cho dữ liệu ít bị tấn cơng hơn. Phần khung này dùng cho các dữ liệu thuần túy như dữ liệu truy xuất Internet chẳng hạn. Tất cả nội dung của khung được ngẫu nhiên hĩa trước khi truyền đi để tối thiểu hĩa trường hợp mất đồng bộ khung.
Hình 3.24: Tạo khung đường xen. Sync byte ( byte đồng bộ ):
Tám bit trên đa khung ADSL sẽ dùng cho CRC của bộ đệm dữ liệu xen là crc0- crc7. “Sync byte” byte đồng bộ của bộ đệm dữ liệu xen kẽ chứa các bit kiểm tra crc trong khung 0 của đa khung trước đĩ. “Sync byte ” của các khung cịn lại ( khung 1-67) dùng điều khiển đồng bộ cho các kênh trong bộ đệm dữ liệu xen kẽ hoặc dùng để truyền kênh điều khiển AOC trong ADSL.