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 tường 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 1.15.
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 1.10. 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 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.
Chú ý rằng sẽ 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. Ðương nhiên 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. Hơn thế nữa, kích cỡ phần đệm này cũng có thể thay đổi lại trong quá trình khai thác.
Như đã đề cập ở trên khung 0, 1, 34 và 34 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
Khung Khung Khung Khung 34Khung 35 Khung 66 Khung 67 Ð-Bộ
Byte nhanh Phần đệm dữ liệu nhanh FEC Phần đệm dữ liệu xen Siêu khung ADSL 17 mili giây
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 .
Các bit mào đầu dữ liệu nhanh có cấu trúc khác nhau phụ thuộc vào tính chẵn lẻ của khung đánh số (hình 1.11). Bốn chức năng chính của mào đầu được thể hiện trong hình vẽ 18. 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 ib 9 nhưng dùng cho dữ liệu nhanh với cùng giá trị.
• Cấu trúc khung ADSL.
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 AS 0 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.
Tín hiệu Phần đệm dữ liệu xen Phần đệm dữ liệu nhanh Lớp1 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 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.
Cũng tương tự như trên, các dịch vụ tốc độ dựa trên chuẩn 2,048 Mbit/s cũng có sự qui định kích cỡ mặc định của vùng đệm cho lớp truyền tải 2M. Giá trị này biểu diễn ở bảng 1.10.
Bảng 1.10. Vùng đệm mặc định cho các lớp truyền tải (E1)
Các kênh AS0, AS1 và AS2 gửi toàn bộ 64 byte trong mỗi khung trên lớp truyền tải 2M-1. Như vậy sẽ có ba kênh tải tin từ tổng đài xuống thuê bao hoạt động ở tốc độ 2,048 Mbit/s. Việc thiết lập cấu hình này là tuỳ chọn. Kích thức vùng đệm mặc định chỉ hiệu quả đối với cấu hình mặc định. Trong cấu hình này kênh LS0 hoạt động ở tốc độ 64 kbit/s cho cả hai hướng.