4.5.1 Tiờu đề ADSL
a. Kờnh tiờu đề AOC (ADSL Operation Channel):
Mục đớnh của kờnh AOC là chuyển đổi thụng tin hoạt động cần thiết cho việc thiết lập lại cấu hỡnh để thay đổi trạng thỏi đường dõy giữa ATU- C và ATU-R. Kờnh AOC nằm trong byte đồng bộ của phần ghộp xen khung ADSL. Mỗi khung AOC cú độ dài 13 bit gồm 5 bit lệnh và 8 bit dữ liệu.
Tất cả cỏc bản tin AOC đều chứa 1 header xỏc nhận kiểu và chiều dài của bản tin. Bản tin AOC này được lặp lại 5 lần liờn tiếp, phớa thu chỉ trả lời bản tin AOC chỉ khi nhận được 3 bản tin xỏc nhận trong khoảng thời gian truyền 5 bản tin đú. Người gửi phải thờm vào ít nhất 20 khoảng trống vào giữa hai nhúm liờn tiếp, mỗi nhúm gồm 5 bản tin nhận dạng liờn tục. Sau đõy là một vớ dụ về thụng tin được chuyển đổi qua AOC sử dụng giao thức truyền này:
- Bit swapping: Tạo điều kiện cho hệ thống ADSL thay đổi số lượng bit gỏn cho kờnh con DMT hoặc thay đổi năng lượng truyền của một kờnh con mà khụng làm ngắt luồng dữ liệu. Tỷ lệ lỗi bit ở mỗi kờnh sẽ được giữ ngang bằng nhau và được duy trỡ bằng cỏch di chuyển liờn tục cỏc bit ra khỏi cỏc kờnh cú tỷ lệ lỗi bit cao đến cỏc kờnh cú tỷ lệ lỗi bit thấp. Cả 2 ATU ở 2 phớa đều cú thể khởi đầu cho bit swapping. Thủ tục này ở hai hướng lờn và xuống là độc lập nhau và cú thể thực hiện đồng thời. ATU nào khởi đầu bit swapping sẽ truyền 1 bản tin yờu cầu và chờ nhận một bản tin xỏc nhận từ phớa bờn kia.
b. Kờnh hoạt động (Embedded Operation Channel):
EOC hỗ trợ việc đọc và ghi cỏc đăng ký chứa thụng tin hoạt động trờn ATU- R và ATU-C. Cỏc đang ký theo tiờu chuẩn cho phộp truy nhập miền EOC được thực hiện nhờ sử dụng cỏc bit trong byte fast của cỏc khung từ 2 đến 32 và từ 36 đến 67 trong một siờu khung. Khung EOC gồm 13 bit trong đú cú 5 bit tiờu đề và 8 bit tải,
tải cú thể là bit dữ liệu hay lệnh được gửi cho phớa bờn kia. Khỏc với AOC, bản tin EOC luụn được khởi đầu từ ATU-C đưa tới ATU-R trừ bản tin sự cố mất nguồn.
Sau đõy là một số vớ dụ về cỏc thụng tin được chuyển qua EOC sử dụng giao thức EOC:
- ATU- R tự kiểm tra: Bản tin này được bắt đầu khi ATU-C yờu cầu ATU- R thực hiện việc tự kiểm tra. Kết quả kiểm tra này sẽ được lưu lại tại thanh ghi của ATU-R mà ATU-C cú thể đọc được.
- "Dying gasp": Bất cứ khi nào ATU-R dũ được sự mất năng lượng, nú sẽ đưa bản tin ưu tiờn khẩn cấp EOC vào dữ liệu hướng lờn để thực hiện việc xỏc nhận "dying gasp" ở ATU-C. ATU-R nỗ lực gửi ít nhất 6 bản tin EOC "dying gasp" liờn tiếp, ATU-C dũ được sự mất năng lượng ở ATU-R khi nú nhận được ít nhất 4 bản tin liờn tiếp. Thụng tin này sau đú cú thể được nhà cung cấp dịch vụ sử dụng để quyết định modem ADSL của thuờ bao đó tắt chưa.
- Quản lý năng lượng: Hiện nay, quản lý năng lượng là một đặc tớnh quan trọng, đặc biệt là ở ADSL Lite. Thụng tin về khả năng quản lý năng lượng sẽ được trao đổi qua EOC.
c. Cỏc bit chỉ dẫn (Indication Bit):
Cú 23 bit chỉ dẫn ib nằm trong cỏc byte fast của khung ADSL. Mỗi bit được xem nh chỉ dẫn cho modem thu về trạng thỏi của modem tương ứng tại đầu bờn kia. Cỏc bit chỉ dẫn được thiết lập khi cỏc trạng thỏi nh lỗi đường truyền hay mất tớn hiệu được phỏt hiện tại phớa kia của kết nối ADSL.
4.5.2 Khởi tạo
Tiến trỡnh khởi tạo cho phộp thiết lập thụng tin giữa ATU-C và ATU-R.. Tiến trỡnh này cho phộp 2 ATU nhận dạng nhau, xỏc định độ sẵn sàng về cỏc trạng thỏi đường dõy để hỗ trợ cho cỏc thụng tin, trao đổi cỏc tham số kết nối, chỉ định tài nguyờn và cỏc thụng tin khỏc. Nhờ đú, cỏc ATU cú thể quyết định cỏc đặc tớnh thớch hợp của kờnh kết nối và xử lý chúng sao cho phự hợp với kờnh để tối đa hoỏ thụng lượng và độ tin cậy. Tiến trỡnh này cú thể bắt đầu từ một trong hai phớa và được chia thành 4 giai đoạn: khởi tạo và xỏc nhận, thu thử, phõn tớch kờnh và trao đổi.
Khởi tạo và xỏc
nhận Thu thử Phõn tớch kờnh Trao đổi
Hỡnh 4.15: Tiến trỡnh khởi tạo cho cả ATU- C và ATU-R a. Khởi tạo và xỏc nhận (Activation and Acknowledgement):
Phương phỏp thừa kế T1.413i2:
Tại ATU-C:
- Sau khi bật nguồn và tự kiểm tra, ATU-C ở trạng thỏi C- QUIET 1.
- Khi ở trạng thỏi này, nếu nhận được õm R-ACT-REQ từ ATU-R thỡ ATU- C sẽ rơi vào trạng thỏi kớch hoạt.
- Sau đú, ATU- C sẽ gửi một tớn hiệu kớch hoạt C-ACT để thiết lập liờn kết với ATU-R. Để thỳc đẩy việc liờn kết hoạt động khi dựng cỏc hệ thống FDM và loại bỏ ECHO khỏc nhau, cú 4 loại tớn hiệu kớch hoạt C- ACT1, C-ACT2, C-ACT3, C- ACT4. 4 tớn hiệu này được sử dụng để phõn biệt cỏc yờu cầu về thời gian quay vũng (time looping) và sử dụng tần số pilot của cỏc hệ thống khỏc nhau. ATU- C sẽ chỉ truyền một trong số 4 tớn hiệu xỏc nhận này
- Sau quỏ trỡnh xỏc nhận, ATU-C trở lại trạng thỏi C-QUIET2 và chờ xỏc nhận R-ACK1 hoặc R-ACK2 từ ATU-R. Mục đớch của trạng thỏi này là cho phộp dũ R- ACK1 hoặc R-ACK2 mà khụng cần dựng bộ xoỏ tiếng vọng ATU-C.
- Sau đú, ATU-C cú thể cú ba trạng thỏi:
- C- REVEILLE: nếu cú xỏc nhận R-ACK, trạng thỏi C- REVEILLE cho phộp
ATU- C chuẩn bị thu thử.
- C-ACT: Nếu khụng dũ được R-ACK
- C-QUIET1: Nếu ATU-C khụng bắt được R-ACK thỡ sau hai trạng thỏi C-
ACT, ATU-C sẽ trở về trạng thỏi C-QUIET1. Tại ATU-R:
- Sau khi bật nguồn và tự kiểm tra, ATU-R truyền tớn hiệu yờu cầu kớch hoạt R-ACT- REQ. ATU -R tiếp tục duy trỡ trạng thỏi này cho tới khi nhận được tớn hiệu kớch hoạt từ ATU-C.
- ATU- R gửi hoặc R-ACK1 hoặc R-ACK2.
C-IDLE/ C- QUIET1/ C-TONE C-ACT 1-2-3-4 C- QUIET2 C- REVELLLE R- ACT- REQ/ R- QUIET1/ R- ACK1-2 ATU-C ATU-R Thời gian
b. Thu thử (Transceiver training):
Trong quỏ trỡnh này, ATU-R và ATU-C gửi cỏc tớn hiệu cho phộp xỏc định trạng thỏi đường dõy và điều chỉnh cõn bằng đầu thu của chỳng. Việc thu thử cũng xỏc định nếu ADSL hoạt động theo chế độ ghộp kờnh theo tần số FDM hoặc triệt echo.
Quỏ trỡnh đồng bộ bắt đầu khi ATU-R truyền tớn hiệu R-REVERB1. Khi đú ATU-C:
- Đo năng lượng hướng lờn để điều chỉnh năng lượng hướng xuống. - Điều chỉnh việc điều khiển độ lợi của bộ thu.
- Đồng bộ tại bộ thu. ATU-C C-REVEILLE C-QUIET3 C- REVERB1 C-QUIET4 C-ECT C- REVERB2 C- QUIET5 C-REVERB3
C-PILOT1 C-PILOT2 C-PILOT3
C-PILOT1A C-QUIET3A
ATU-R
R-REVERB1 R-QUIET3 R-ECT R-REVERB2
R-PILOT1
c. Phõn tớch kờnh:
Thụng tin trao đổi giữa cỏc ATU theo hai hướng mang yờu cầu kết nối, thời gian chờ tuyến và băng thụng cho mỗi kờnh. Sau đú cỏc ATU thực hiện kiểm tra để xỏc định chất lượng mạch vũng và tỷ số SNR cho mỗi tone DMT.
Sau khi thu thử, ATU-C và ATU-R bắt đầu quỏ trỡnh phõn tớch bởi việc phỏt cỏc tớn hiệu và R_SEGUE1. ATU-C C- SEGUE1 C-RATES1 C-CRC1 C-MSG1 C-CRC2 C-MEDLEY C-REVERB4 ATU-R
R-SEGUE1 R-REVERB3 R-SEGUE2 R-RATES1 R-CRC1
R-MEDLEY R-REVERB4
R-MSG1 R-CRC2
Hỡnh 4.18: Quỏ trỡnh phõn tớch kờnh
Trong quỏ trỡnh phõn tớch một vài chức năng chung được thực hiện trong cả hai hướng.
Trong hướng xuống:
- ATU-C gửi một tớn hiệu gọi là C_RATE1 để cho ATU-R lựa chọn tốc độ và
định dạng cũng nh cỏc thụng số của mó Reed-Solomon, sửa lỗi trước và ghộp xen, sau đú là C_CRC1 để dũ lỗi cho C_RATE1.
- Tiếp theo ATU-C phỏt tớn hiệu C_MSG1 nhằm mục đớch giao tiếp với ATU-R
về thụng tin nhà sản xuất, mức cụng suất phỏt ATU-C sử dụng và cỏc lựa chọn về việc khử dội hay khụng. Theo sau là C-CRC2 để kiểm tra lỗi cho C_MSG1.
- Sau đú ATU-C phỏt C_MEDLEY, một tớn hiệu được sử dụng bởi ATU-R để
ước lượng tỷ số S/N theo hướng xuống.
- ATU-C phỏt C_REVER4 để chuẩn bị bước vào giai đoạn trao đổi thụng tin.
Trong hướng lờn: Hoàn toàn tương tự.
d. Trao đổi:
Cỏc ATU trao đổi thụng tin về chất lượng kết nối và cấu hỡnh yờu cầu bao gồm: xỏc định băng thụng để yờu cầu kờnh mang, cỏc tone DMT cụ thể và lượng dữ liệu mó hoỏ cho mỗi tone.
Trong quỏ trỡnh trao đổi, cú 2 sự kiện cú thể làm cho ATU-R và ATU-C trở lại trạng thỏi kớch hoạt và nhận biết đú là hết thời gian cho phộp (timeout) hoặc cú lỗi xẩy ra trờn đường truyền. Tuy nhiờn trong điều kiện bỡnh thường, giả sử khụng cú lỗi và thời gian truyền cỏc thụng tin qua lại nằm trong khoảng thời gian cho phộp thỡ trong quỏ trỡnh trao dổi, 2 modem sẽ bước vào một trạng thỏi ổn định được gọi là SHOWTIME. Trong thời gian này một vài chức năng chung được thực hiện trong cả hai hướng nhằm tối ưu hoỏ tốc độ trờn đường truyền.
Trong hướng xuống:
- ATU-C gửi một tớn hiệu gọi là C-RATES-RA để cho ATR-R lựa chọn tốc độ dữ liệu và định dạng phự hợp. Theo sau là C-CRC-RA1 để kiểm tra lỗi cho C- RATES-RA.
- Tiếp theo, ATU-C gửi C-MSG-RA để giao tiếp với ATU-R về mức S/N cho phộp, mức nhiễu tối đa và tối thiểu cho phộp trong trạng thỏi ổn định. Theo sau C- MSG-RA là C-CRC-RA2 để kiểm tra lỗi cho nó.
- Sau quỏ trỡnh này, ATU-C phỏt C-REVERB-RA và C-SEGUE-RA . Những khoảng thời gian tớn hiệu này được sử dụng để cho ATU-R xử lý thụng tin C- RATE-RA và C-MSG-RA.
- Sau khi ATU-C phỏt C-MSG2 để giao tiếp cỏc thụng tin giống như tổng số lượng bit trờn một ký hiệu cú thể hỗ trợ, suy giảm đường truyền và cỏc tốc độ cú thể cho phộp. Tiếp đú là C-CRC3 để kiểm tra lỗi cho C-MSG2.
- ATU-C phỏt C-RATE2 là phản hồi của ATU-C cho R-RATES-RA và nú chứa thụng tin quyết định về tốc độ được sử dụng trong cả hai hướng. Tiếp đú là C- CRC4 để kiểm tra lỗi cho C-RATE2.
C-REVERB4 R-SEGUE3 R-MSG-RA R-CRC-RA1 R-RATES-RA R-CRC-RA2 C-SEGUE2 C-RATES-RA C-CRC-RA1 C-MSG-RA C-CRC-RA2 R-REVERB-RA C-REVERB-RA R-SEGUE- RA R-MSG-2 R-CRC3 R-RATES2 R-CRC4 C-SEGUE- RA C-REVERB5 C-MSG-2 C-CRC3 C-RATES2 C- CRC4 C-B&G & C-CRC5 C-REVERB5 R-SEGUE4 R-B&G & R-CRC5 C-SEGUE 3 R-REVERB6 R-SEGUE 5
Hỡnh 4.19: Quỏ trỡnh trao đổi.
- Thụng tin qua trọng cuối cựng được trao đổi gọi là C-B&G chức cỏc thụng
tin về số bit được hổ trợ và độ lợi được sử dụng cho mỗi kờnh DMT trong hướng lờn và sau đú cũng là C-CRC5 để kiểm tra lỗi cho C-B&G.
- Theo sau C-CRC5, ATU-C phỏt C-REVERB5 cho đến khi nú được chuẩn bị phỏt theo điều kiện đường truyền xỏc định trong C-B&G được gửi bởi ATU-R. Khi ATU-C đó sẵn sàng, nú phỏt C-SEGUE3 để thụng bỏo cho ATU-R rằng đó đến lỳc bước vào trạng thỏi trao đổi ổn định SHOWTIME.
4.6. KỸ THUẬT ADSL KHễNG SỬ DỤNG BỘ CHIA( SPLITTERLESS)
Kỹ thuật ADSL khụng sử dụng bộ chia là một ứng dụng đặc biệt của kỹ thuật ADSL. Kỹ thuật này đó được nhúm Universal nghiờn cứu thành tiờu chuẩn G.lite sau này được ITU chấp nhận thành tiờu chuẩn G992.2 vào thỏng 6/1999. Mục đớch của kỹ thuật này là cho phộp đơn gión hoỏ việc lắp đặt thiết bị cho nhà khai thỏc và giảm giỏ thành lắp đặt ban đầu.
Kỹ thuật ADSL G.lite đơn giản hoỏ bằng cỏch bỏ bộ chia ở phớa khỏch hàng nhưng vẫn giữ lại bộ lọc băng thụng cao ở modem ADSL. Nh vậy modem ADSL chỉ nhận được tớn hiệu tần số cao dành cho ADSL cũn ở phớa thoại cú thể nhận được cả 2 loại tớn hiệu thoại và ADSL nhưng chỉ cú tớn hiệu thoại được chuyển sang tớn hiệu õm thanh cú nghĩa là chất lượng thoại cũng bị ảnh hưởng.
Với kỹ thuật này modem ADSL G.lite và điện thoại của khỏch hàng hoạt động trờn cựng một hệ thống dõy dẫn cho phộp khỏch hàng cú thể sử dụng dịch vụ thoại hay modem băng tần thoại một cỏch bỡnh thường. Việc này trỏi ngược với ADSL thụng thường là phải cú cỏc đường dõy dẫn riờng cho ADSL và dịch vụ thoại sau khi tớn hiệu qua bộ chia(thụng thường là một đoạn dõy dẫn nối tới modem ADSL) . Chúng ta cú thể so sỏnh 2 loại kỹ thuật ADSL qua hỡnh vẽ 4.21
Trong ADSL ban đầu, để truyền đồng thời dịch vụ thoại và số liệu cần lắp đặt một bộ phõn tỏch Splitter ở phớa thuờ bao. Splitter được sử dụng để chống nhiễu giữa cỏc tớn hiệu ADSLvà thiết bị POTS nh mỏy điện thoại, mỏy Fax. Vỡ mặc dự theo lý thuyết, thoại và số liệu chiếm hai băng tần riờng nhưng những tớn hiệu ADSL tần số cao trờn 4 KHz vẫn cú thể ảnh hưởng tới cỏc thiết bị POTS, gõy ra những tạp õm ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ thoại hoặc những sự cố trong mỏy Fax hoặc modem tương tự. Tỏc động nhiễu ngược lại do cỏc thiết bị POST gõy ra trong modem DSL đang hoạt động cũng cú thể xẩy ra do tớnh phi tuyến của modem DSL với tớn hiệu băng tần thoại. Đồng thời sau Splitter cần lắp thờm một đụi dõy đồng mới để truyền tớn hiệu ADSL đến mỏy tớnh trong khi đụi dõy cũ truyền tớn
hiệu thoại.
Hình 2.20. Phổ tần của ADSL và G.Lite
Điều này làm tăng thờm giỏ dịch vụ gồm chi phớ lắp đặt và chi phớ thiết bị khiến ADSL chưa được triển khai rộng rói. Với ADSL. Lite hay ADSL Splitterless. Do khụng sử dụng bộ lọc thoại ở đầu cuối thuờ bao nờn tốc độ dữ liệu khụng chỉ phụ thuộc chiều dài mạch vũng thuờ bao mà cũn phụ thuộc trạng thỏi đường dõy trong nhà thuờ bao và thiết bị POTS được kết nối vào mạng.
Nếu chất lượng mạch vũng và điều kiện trong nhà tốt thỡ tốc độ luồng xuống đạt 1,5 Mbit/s và luồng lờn là 512 kbit/s trong phạm vi hơn 5 km.
ADSL với bộ chia thông thường ADSL không sử dụng bộ chia
Tổng đài phânHộp bố cáp Truy nhập mạng thoại Truy nhập mạng Internet Bộ chia phía tổng đài Bộ chia phía thuê bao mạch vòng thuê bao Cáp trong nhà Đường kết nối riêng Tổng đài phânHộp bố cáp Truy nhập mạng thoại Truy nhập mạng Internet Bộ chia phía tổng đài mạch vòng thuê bao Cáp trong nhà
Hình 4.21 So sánh cấu trúc mạng của ADSL và ADSL lite
Để trỏnh nhiễu từ modem G.lite tới cỏc thiết bị POTS, nú cắt bớt một phần cụng suất khi phỏt hiện thấy thiết bị POTS hoạt động. Điều này yờu cầu G.lite phải thực hiện một thủ tục fast-retrain để hoạt động ở tốc độ bớt thấp hơn. Thủ tục này tương tự nh thủ tục huấn luyện-training được thực hiện trong quỏ trỡnh bắt tay giữa cỏc modem analog. Tuy nhiờn, khỏc với thủ tục traing chỉ thực hiện một lần khi mới