Điều chế pha và biên độ không sóng mang CAP được hiểu là dùng tín hiệu tin tức tác động lên biên độ của sóng mang làm cho thông tín hiệu thông tin có pha và biên độ thay đôi theo sóng mang.
Hình 2.12: Sơ đồso sánh điều chế của QAM/CAP
Phương pháp điều chế không sóng mang nàydựa trên phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM. Vì thế phương pháp CAP hoạt động tương tự như phương pháp điều chế QAM. CAP sử dụng cả điều chế biên độ lẫn pha và tín hiệu của CAP là số chứ không phải là tương tự. Tuy nhiên, khi sử dụng phương pháp này tín hiệu không dùng sóng mang nên dễ dàng bị suy hao tên đường truyền hơn thế nữa tại đầu thu rất khó xác định góc pha ban đầu do đó khó khăn trong đồng bộ.
Điều chế CAP không sử dụng kết hợp trục tải trực giao bằng kết hợp sin và cosin. Việc điều chế được thực hiện bằng cách sử dụng bộ lọc thông dải hai nửa dòng dữ liệu. Các bít cùng một lúc mã hoá vào một kí hiệu (symbol) và qua bộ lọc, kết quả đồng pha và lệch pha sẽ biểu diễn bằng đơn vị symbol. Tín hiệu được tổng hợp lại đi qua bộ chuyển đổi A/D, bộ lọc và đến phần xử lý trước khi đến bộ giải mã. Bộ lọc phía đầu thu và bộ phận xử lý là một phần của bộ cân bằng, điều chỉnh.
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 46 SVTH: Trần Võ Hồng Quân
Hình 2.13 sơ đồđiều chế và giải điều chế của CAP 2.5.3 Điều chếđa tần rời rạc DMT
Modem ADSL sử dụng kỹ thuật điều chế DMT để truyền dữ liệu với tốc độ bit nhanh và độ ổn định cao. DMT là kỹ thuật điều chế đa sóng mang (Multi – Carier Modulation) với việc chia tần số (băng tần) tín hiệu ngõ vào thành 256 kênh nhỏ, với mỗi 4 KHz và gọi là Bins hay Tones. Trong mỗi kênh (Tones) điều chws một cách riêng biệt dùng từ 0 đến 15 bit/symbol/Hz, vì vậy cho pháp điều tối đa 60 Kbps trong một kênh.
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 47 SVTH: Trần Võ Hồng Quân Luồng bit tới sẽ được tách thành nhiều luồng song song để xử lý một cách riêng biệt. Mỗi một luồng bit song song này được điều chế giống như phương pháp QAM với tần số sóng mang khác nhau rồi đưa đến tổng hợp tại một đầu ra tương ứng.
Hình 2.15: Sơ đồđiều DMT chếđơn giản
DMT cho phép tín hiệu chống nhiễu trên đường dây tốt bằng cách sử dụng phổ suy hao và nhiễu nhỏ. DMT thực hiện kiểm tra chất lượng đường dây rồi tương ứng với dải tần không bị nhiễu để thích hợp truyền mỗi bit trên kênh đó.
Kênh có S/N lớn truyền được nhiều bít hơn các kênh có S/N nhỏ. Đối với kênh tốt (S/N lớn) DMT thực hiện tăng số điểm trong chùm điểm.
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 48 SVTH: Trần Võ Hồng Quân
Hình 2.16: Tác động của nhiễu đến DMT 2.6 Kỹ thuật ghép kênh trong ADSL
Chuỗi bit trong các khung ADSL có thể chia tối đa thành 7 kênh tải tin tại cùng một thời điểm. Các kênh này được chia thành 2 lớp chính: đơn hướng và song hướng. Chú ý rằng, các kênh tải tin này là các kênh logic và chuỗi bit từ tất cả các kênh được truyền đồng thời trên đường truyền ADSL mà không phải sử dụng băng tần riêng. Bất kỳ kênh tải nào cũng có thể đựơc lập trình để mang tốc độ là bội số của tốc độ 32 Kbps (Bảng 2.1). Đối với những tốc không phải là bội số của 32 Kbps thì phải sử dụng đến các bit phụ trong phần mào đầu của khung ADSL.
Bảng 2.1 Tốc độ kênh mang
Kênh mang Hệ số nhân tối đa Tốc độ cao nhất hỗ trợ (Kbps)
AS0 192 6144 AS1 144 4608 AS2 96 3072 AS3 48 1536 LS0 20 640 LS1 20 640 LS2 20 640
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 49 SVTH: Trần Võ Hồng Quân
a.Truyền tải đơn hướng từ trạm trung tâm tới khách hàng:
ADSL cho phép tạo tối đa bốn kênh tải tin từ trạm trung tâm tới khách hàng. Bốn kênh tải tin này chỉ có nhiện vụ mang chuỗi bit tới khách hàng và được ký hiệu từ AS0 tới AS3. Các kênh này thiết lập trên cơ sở bội số của kênh tốc độ 1.536 Mbps để truyền tốc độ cơ bản T1 (Bảng 2.2).
Bảng 2.2 Giới hạn trên của tốc độ tải tin
Kênh con Tốc độ kênh con Giá trị của những
AS0 n0 x 1,536 Mbps n0 = 0,1,2,3 hoặc 4
AS1 n1 x 1,536 Mbps n1 = 0,1,2 hoặc 3
AS2 n2 x 1,536 Mbps n2 = 0,1 hoặc 2
AS3 n3 x 1,536 Mbps n3 = 0 hoặc 1
Số kênh con lớn nhất có thể hoạt động tại bất cứ thời điểm nào và số lượng tối đa kênh tải tin có thể truyền đồng thời trong hệ thống ADSL tuỳ thuộc vào lớp truyền tải. Diễn đàn ADSL đưa ra 4 lớp truyền tải (Bảng 2.3) được đánh số từ 1 đến. Trong bảng này lớp 1 và lớp 4 là bắt buộc còn lớp 2 và lớp 3 là tuỳ chọn.
Bảng 2.3 Các phương án lựa chọn kênh mang cho các lớp truyền tải
Lớp truyền tải 1 2 3 4
Kênh tải đơn hướng
Dung lượng lớn nhất (Mbps) 6,114 4,608 3,072 1,536
Kênh tải lựa chọn (Mbps) 1,356 1,356 1,356 1,356
3,072 3,072 3,072 4,608 4,608 6,114 Số lượng kênh lớn nhất 4 (AS0,AS1, AS2,AS3) 3 (AS0,AS1 ,AS2) 2 (AS0,AS1) 1 (AS0)
Kênh tải song hướng
Dung lượng lớn nhất (Mbps) 640 608 608 608
Kênh tải lựa chọn (Mbps) 576
384 384 384 160 160 160 160 C(64) C(64) C(64) C(64) Số lượng kênh lớn nhất 3 (LS0,LS1, LS2) 2 (LS0,LS1) hay (LS0,LS2) 2 (LS0,LS1) hay (LS0,LS2) 2 (LS0,LS2)
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 50 SVTH: Trần Võ Hồng Quân ADSL cũng xây dựng cấu trúc 2 Mbps để truyền tốc độ cơ bản E1 tuy nhiên chỉ có 3 kênh tải: AS0, AS, AS2 (Bảng 2.4) hỗ trợ sử dụng luồng 2 Mbps.
Bảng 2.4 Các kênh hỗ trợ cho luồng 2Mbps
Kênh con Tốc độ kênh con Giá trị của nhãn
AS0 n0 x 2,408 Mbps n0 = 0,1,2 hoặc 3
AS1 n1 x 2,408 Mbps n1 = 0,1 hoặc 2
AS2 n2 x 2,408 Mbps n2 = 0 hoặc 1
Với cấu trúc 2Mbps, lớp truyền tải được đánh số từ 2M-1 đến 2M-3 (Bảng 2.5). Chức năng của tất cả các lớp đều tuỳ chọn.
Bảng 2.5 Các phương án lựa chọn kênh mang cho các lớp truyền tải (E1)
Lớp truyền tải 2M-1 2M-2 2M-3
Kênh tải đơn hướng
Dung lượng lớn nhất (Mbps) 6,114 4,608 2,048
Kênh tải lựa chọn (Mbps) 2,048 2,048 2,048
4,096 4,096 6,114 Số lượng kênh lớn nhất 3 (AS0,AS1,AS2) 2 (AS0,AS1) 1 (AS0)
Kênh tải song hướng
Dung lượng lớn nhất (Mbps) 640 608 176
Kênh tải lựa chọn (Mbps) 576
384 384 160 160 160 C(64) C(64) C(64) Số lượng kênh lớn nhất 3 (LS0,LS1,LS2) 2 (LS0,LS1) hay (LS0,LS2) 2 (LS0,LS1) hay (LS0,LS2)
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 51 SVTH: Trần Võ Hồng Quân
b. Truyền tải song hướng:
Có ba kênh truyền tải song hướng có thể truyền trên giao diện ADSL. Một trong số đó là kênh điều khiển bắt buộc (gọi là kênh C). Kênh C mang các bản tin báo hiệu cho việc lựa chọn dịch vụ và thiết lập cuộc gọi. Tất cả báo hiệu từ người sử dụng-mạng cho các kênh tải đơn hướng tới khách hàng được tải từ đây. Tuy nhiên, kênh C cũng có thể được sử dụng để mang báo hiệu cho kênh song hướng nếu có yêu cầu.
Bên cạch kênh C, hệ thống ADSL có thể mang hai kênh tải song hướng tuỳ chọn LS1 hoạt động ở tốc độ 160 Kbps và LS2 hoạt động ở tốc độ 384 Kbps hoặc 576 Kbps. Các phương án lựa chọn kênh mang đối với các kênh song hướng được trình bày trong các Bảng 2.3 và Bảng 2.5 ở trên.
2.7 Kỹ thuật truyền dẫn trong ADSL
Hầu hết các dịch vụ DSL đòi hỏi truyền hai chiều (song công), các modem DSL sử dụng các phương pháp song công để tách biệt tín hiệu trên các hương ngước nhau. Thông thường có 4 hình thức song công khác nhau như song công 4 dây, triệt tiếng vọng, song công phân chia theo thời gian và song công phân chia theo tần số. Trong đó, phương thức song công triệt tiếng vọng và phân chia theo tần số sử dụng trong trong modem ADSL.
a. Phân chia theo tần số FDM
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 52 SVTH: Trần Võ Hồng Quân Dãy tần được chia thành hai phần đường lên và đường xuống khác nhau. Ghép kênh phân chia theo tần số (FDM) lần lượt truyền theo các hướng khác nhau trong các dải tần không trùng nhau. Nếu sử dụng cùng khoảng băng thông thì FDM loại bỏ được nhiễu đầu gần NEXT. Trong ADSL thì FDM cho phép dùng riêng băng thông 138KHz đầu tiên cho đường truyền hướng lên. Đường dùng băng tần thấp, đường xuống dùng băng tần cao và rộng hơn đường lên.
b. Phương pháp triệt tiếng vọng
Sử dụng một kênh duy nhất cho cả thu và phát, nên cần một bộ khử tiếng vọng phía thu để tráh những sóng phản xạ không mong muốn. Một hệ thống ADSL sử dụng kỹ thuật triệt tiếng vọng ECH (Echo Cancellation), nơi dãy tần số phát được đặt trong tần số thu. Tuy nhiên, Echo khó tránh khỏi xuyên nhiễu và khi thực hiện cần phỉa xử lý phức tạp hơn. Triệt tiếng vọng là dạng phổ biết nhất của ghép kênh trong DSL hiện đại.
Hình 2.18: Truyền dẫn triệt tiếng vọng ECH 2.8 Cấu trúc khung và siêu khung
Một siêu khung (đa khung) dữ liệu dòng xuống được truyền trong 17ms. Mỗi siêu khung bao gồm 68 khung dữ liệu và 1 khung đồng bộ. Mỗi một khung gồm hai phần đó là phần dữ liệu nhanh và phần sữ liệu xen.
Phần dữ liệu nhanh (fast data): Dùng cho các dữ liệu cần sự nhanh nhạy như truyền hình, âm thanh…
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 53 SVTH: Trần Võ Hồng Quân Phần dữ liệu xen (interleaved data): Dữ liệu được bảo vệ tốt nhưng có độ trễ lơn hơn. Mỗi khung truyền hết trong 250 μs (1/4000).
Mỗi một đa khung thực hiện các chức năng như sau:
Khung 0: Truyền tải thông tin CRC các byte đồng bộ nhanh Khung 1, 34, 35: Truyền tải các bt chỉ thị ib – indicator
Tuy nhiên không có kích thước cố định cho một khung ADSL, vì tốc độ đường dây có thể thay đổi theo đáp ứng phân lớp vận chuyển được cài đặt thiết bị và còn bị thay đổi theo điều kiện tác động của môi trường, đồng thời với tính chất bất đối xứng của nó. Nhưng thới gian truyền mỗi khung 250 μs và đa khung 17ms luôn luôn là cố định
Hình 2.19: Cấu trúc đa khung
Số liệu 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”. Các byte cho mỗi kênh mang theo yêu cầu như (Hình 2.20 và Hình 2.21). Nếu kênh mang nào không dùng thì sẽ không có dữ liệu chèn vào tương ứng. Nếu như không có dữ liệu nào
Byte dFast ữ liệu Byte dữ liệu xen
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 Không 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 Bộđệm khung dữ liệu (68/69x250µs) 1 byte RF Siêu khung (17 ms) Các byte NF
Khung dữ liệu đầu vào mã hoá chùm điểm (C) Các byte NF
Đầu ra FEC (điểm C) hoặc khung dữ liệu đầu vào mã hoá chùm điểm (điểm C)
KF
byt khung dữ liệu ghép,
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 54 SVTH: Trần Võ Hồng Quân được gửi đi, thì khung chỉ chứa “fast byte”. Phần bộ đệm dữ liệu nhanh kết thúc bằng các byte chứa thông tin đồng bộ (AEX và LEX) và mã sửa lỗi FEC.
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 còn lại tải bit cấu hình (EOC) và bit điều khiển đồng bộ (SC) cho việc xác định cấu trúc kênh tải và đồng bộ.
Hình 2.20: Cấu trúc khung dữ liệu đường nhanh
Hình 2.21: Cấu trúc khung nghiệp vụ
Phần số liệu xen được chèn vào sau khung số liệu nhanh. Đầu tiên nó được tập hợp theo khuôn dạng giống như khung số liệu nhanh. Byte đồng bộ trong khung 0 mang các bit kiểm tra CRC. Trong các khung khác từ 1 đến 67, byte đồng
Byte đồng
bộ AS0 AS1 AS2 AS3 L0 LS1 LS2 AEX LEX
Các byte KF
Ghép khung dữ liệu điểm (A)
Byte 1 Byte BF (AS0) Byte BF (AS0) Byte BF (AS1) Byte BF (AS2) Byte BF (AS3) Byte BF (LS1) Byte BF (LS2) Byte AF Byte LF Các byte FEC
Đầu ra FEC (điểm B) hoặc khung dữ liệu đầu vào mã hoá chùm điểm (điểm C)
Ib23 Ib22 Ib21 Ib20 Ib19 Ib18 Ib17 Ib16 Crc7 Crc6 Crc5 Crc4 Crc3 Crc2 Crc1 Crc0
Eoc7 Eoc7 Eoc7 Eoc7 Eoc7 Eoc7 Eoc7 Eoc7
aoc7 Aoc6 Aoc5 Aoc4 Aoc3 Aoc2 Aoc1 Aoc0 aoc7 Aoc6 Aoc5 Aoc4 Aoc3 Aoc2 Aoc1 Aoc0
Eoc7 Eoc7 Eoc7 Eoc7 Eoc7 Eoc Eoc6 Eoc7 Ib23 Ib22 Ib21 Ib20 Ib19 Ib18 Ib17 Ib16 Crc Crc6 Crc5 Crc4 Crc3 Crc2 Crc1 Crc0 mbs lbs Frames 2÷23 36÷67 Frames 0,1 Frames 34,35 mbs lbs
Ib23 Ib22 Ib21 Ib20 Ib19 Ib18 Ib17 Ib16 ib7 ib67 ib5 ib4 ib3 ib2 ib1 ib0
Eoc13 Eoc12 Eoc11 Eoc10 Eoc9 Eoc8 Eoc7 1
sc7 sc6 sc5 sc4 sc3 sc2 sc1 0
sc7 sc6 sc5 sc4 sc3 sc2 sc1 0
Eoc6 Eoc5 Eoc4 Eoc3 Eoc2 Eoc1 r1 0 Ib15 Ib14 Ib13 Ib12 Ib11 Ib10 Ib9 Ib8 Crc7 Crc6 Crc5 Crc4 Crc3 Crc2 Crc1 Crc0 Frames 2÷23 36÷67 Frames 0,1 Frames 34,35 mbs lbs
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 55 SVTH: Trần Võ Hồng Quân bộ sẽ mang thông tin điều khiển SC cho các kênh mang thông tin kênh điều khiển mào đầu ADSL2 (AOC) (Hình 2.22 và Hình 2.23).
Hình 2.22: Tạo khung đường xen
Hình 2.23: Cấu trúc khung đồng bộ
Phần tử tạo nên siêu khung là các khung ADSL. Cấu trúc số byte mặc định trong khung ADSL được trình bày trong Bảng 2.6. Tuy nhiên, các giá trị mặc định có thể thay đổi cho phù hợp với độ của đường dây và do khi nhu cầu của khách hàng khi tham gia sử dụng dịch vụ.
Byte đồng bộ
AS0 AS1 AS2 AS3 L0 LS1 LS2 AEX LEX
Các byte KI
Ghép khung dữ liệu điểm (A)
Byte 1 Byte BI
(AS0)
Byte BI
(AS0)
Byte BI
(AS1) Byte B(AS2) I Byte B(AS3) I Byte B(LS1) I Byte B(LS2) I
Byte AI Byte LI Ghép khung Ghép khung Các byte KI Các byte KI Ghép khung Các byte FEC Các byte K1 Các byte R1 Khung dữ liệu đầu ra FEC # Khung dữ liệu đầu ra FEC #1 Khung dữ liệu đầu ra FEC #
Các byte NI Các byte NI Các byte NI
Synch Contr ol Sc7 Sc7 Sc7 Sc7 Sc7 Sc7 Sc7 crc7 Crc6 Crc5 Crc7 Crc3 Crc2 Crc1 Crc0 Nếu tín hiệu được chỉ thị chèn vào hàng đợi
Nếu tín hiệu không được chỉ
thịchèn vào hàng đợi Frame 1÷16 Synch Control aoc Sc5
Aoc7 Aoc6 Aoc5 Aoc4 Aoc3 Aoc2 Aoc1 Aoc0 Sc7 Sc6 Sc4 Sc3 Sc2 Sc1 Sc0 crc7 Crc6 Crc5 Crc7 Crc3 Crc2 Crc1 Crc0
GVHD: T.S Võ Trường Sơn 56 SVTH: Trần Võ Hồng Quân
Bảng 2.6: Vùng đệm mặc định cho các vùng truyền tải (T1)
Tín hiệu Phần đệm định tuyến dữ liệu 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 0 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 đã nêu ra những nét chính của cấu trúc khung và siêu khung của ADSL. Như trên Bảng 2.6, cấu trúc mặc định cho lớp truyền tải thứ nhất là 96 byte AS0 và AS1 cho mỗi khung ADSL. Vì có 8 bit trong một byte và 4000 khung ADSL được truyền đi trong một giây nên tốc độ bit trên AS0 và AS1 là 3,072Mbps.
Tương tự như trên, các dịch vụ tốc độ dựa trên chuẩn 2,048 Mbps cũng có quy định kích cỡ mặc định của vùng đệm cho lớp truyền tải 2M (Bảng 2.7)
Bảng 2.7 Vùng mặc định cho các lớp truyền tải (E1)
Tín hiệu
Phần đệm định tuyến dữ liệu xen Phần đệm dữ liệu nhanh
Lớp 2M-1 Lớp 2M-2 Lớp 2M-3 Lớp 2M-1 Lớp 2M-2 Lớp 2M-3 AS0 64 64 64 0 0 0