CHƯƠNG 2 MẠNG TRUY NHẬP CÁP KIM LOẠI VÀ ADSL
2.5.2 Một số đặc điểm kĩ thuật, công nghệ ADSL
2.5.2.4 Dung lƣợng truyền tải
Hệ thống ADSL có thể truyền dẫn đồng thời 7 luồng dữ liệu trên 7 kênh tải tin. Có thể tới 4 kênh tải tin đơn công độc lập đường xuống hướng từ nhà khai thác mạng đến thuê bao và cũng có thể tới 3 kênh tải tin song công (2 chiều giữa nhà điều hành mạng và thiết bị thuê bao).
Ba kênh tải tin song công có thể đƣợc cấu hình luân phiên thành các kênh tải tin đơn công độc lập và tốc độ của chúng theo hai hướng mà không cần phải tương thích với nhau. Tốc độ của các kênh tải tin được thiết lập là một bội số của
Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng dịch vụ SVTH: HUỲNH HỮU LỢI IPTV trên nền mạng truy nhập cáp đồng
32 kbit/s. Khuôn dạng ghép kênh dữ liệu ADSL phải đủ linh hoạt để có khả năng truyền các tốc độ khác nhƣ là các phân kênh dựa trên luồng 1,544 Mbit/s nhƣng việc hỗ trợ các tốc độ này sẽ bị hạn chế do dung lƣợng ADSL hiện có phải thực hiện việc đồng bộ hệ thống. Dung lƣợng truyền tải dữ liệu mạng tối đa của hệ thống ADSL sẽ phụ thuộc vào các đặc tính của mạch vòng và việc lựa chọn cấu hình sẽ ảnh hưởng đến thông tin mào đầu mà hệ thống sử dụng. Các tốc độ của các kênh tải tin của hệ thống ADSL đƣợc thiết lập trong giai đoạn khởi tạo và huấn luyện. Dung lƣợng truyền tải của một hệ thống ADSL chỉ đƣợc định nghĩa theo các kênh tải tin. Tuy nhiên khi hệ thống ADSL thiết lập trên một đường dây có mang tín hiệu thoại POTS (Plain Old Telephone Services) hoặc tín hiệu ISDN thì dung lƣợng tổng cộng đƣợc tính là dung lƣợng của POTS hoặc ISDN cộng với dung lƣợng ADSL.
1 Truyền dữ liệu STM
Các hệ thống ADSL truyền tải STM sẽ hỗ trợ kênh tải tin đơn công AS0 và song công LS0 hướng xuống. Việc hỗ trợ các kênh tải tin AS1, AS2, AS3, LS1 và LS2 là tuỳ chọn. Các kênh AS0, LS0 và bất kỳ kênh tải tin nào khác đƣợc hỗ trợ sẽ đƣợc phân bổ độc lập tới một luồng trễ theo sự lựa chọn của ATU-C trong quá trình khởi tạo. Hệ thống sẽ hỗ trợ trễ kép ở hướng xuống. Các hệ thống ADSL truyền tải STM phải có kênh song công LS0 hướng lên sử dụng luồng trễ đơn.
Việc cung cấp các kênh LS1, LS2 và trễ kép là không bắt buộc. Kênh AS0 sẽ hỗ trợ truyền tải dữ liệu tại tốc độ là bội nguyên của 32 kbit/s từ 32 kbit/s đến 6.144 Mbit/s. Kênh LS0 phải hỗ trợ tốc độ 16 kbit/s và các tốc độ là bội nguyên của 32 kbit/s từ 32 kbit/s đến 640 kbit/s. Khi các kênh AS1, AS2, AS3, LS1 và LS2 đƣợc sử dụng thì tốc độ của chúng phải nằm trong dải là các bội nguyên lần của 32 kbit/s.Việc đƣa ra các tốc độ là bội số của 32 kbit/s vƣợt quá những giá trị trong Bảng 2.2 là tuỳ chọn. Việc hỗ trợ các tốc độ không là bội số nguyên của 32 kbit/s cũng là tuỳ chọn.
Bảng 2.2 Bội số của 32 kbit/s yêu cầu cho truyền tải STM
Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng dịch vụ SVTH: HUỲNH HỮU LỢI IPTV trên nền mạng truy nhập cáp đồng
Kênh tải tin Bội số nguyên nhỏ nhất
Bội số nguyên nhỏ nhất
Tốc độ dữ liệu cao nhất tương ứng
(kbit/s)
AS0 1 192 6144
AS1 1 144 4608
AS2 1 96 3072
AS3 1 48 1536
LS0 1 20 640
LS1 1 20 640
LS2 1 20 640
2 Truyền tải dữ liệu ATM
Các hệ thống ADSL truyền tải ATM phải hỗ trợ chế độ trễ đơn đối với tất cả các tốc độ là bội nguyên của 32 kbit/s tới 6144 kbit/s theo hướng xuống và tới 640 kbit/s theo hướng lên. Đối với chế độ trễ đơn, dữ liệu ATM phải được sắp xếp vào kênh AS0 hướng xuống và LS0 hướng lên. Cần chú ý trong các kiểu khung 0, 1 và 2 mào đầu khung tồn tại trong cả hai luồng trễ mặc dù tải chỉ đƣợc phân bổ trễ đơn. Yêu cầu sử dụng trễ kép cho các dịch vụ ATM phụ thuộc vào đặc tính ứng dụng dịch vụ và hiện còn đang đƣợc nghiên cứu. Một trong ba kiểu trễ có thể đƣợc sử dụng:
Trễ đơn, không nhất thiết như nhau cho mỗi hướng truyền dẫn.
Hướng xuống trễ kép, hướng lên trễ đơn.
Trễ kép cho cả hướng lên và xuống.
Các hệ thống ADSL truyền tải ATM phải hỗ trợ kênh AS0 hướng xuống và LS0 hướng lên, với mỗi kênh trong số đó được phân bổ luồng trễ một cách độc lập theo sự lựa chọn của khối ATU-C lúc khởi tạo. Do đó, việc cung cấp trễ kép cho cả hướng lên và xuống là tuỳ chọn. Nếu dữ liệu ATM hướng xuống được truyền qua luồng trễ đơn (nghĩa là chỉ có luồng nhanh hoặc luồng xen) thì chỉ có kênh AS0 được sử dụng và nó được phân bổ cho luồng trễ tương ứng. Nếu dữ liệu ATM hướng xuống được truyền qua cả hai luồng trễ (nghĩa là cả nhanh và xen) thì kênh AS0 và AS1 đƣợc sử dụng và chúng đƣợc phân bố trong các luồng trễ khác nhau, tức là có trễ truyền dẫn khác nhau. Tương tự, nếu dữ liệu ATM hướng lên
Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng dịch vụ SVTH: HUỲNH HỮU LỢI IPTV trên nền mạng truy nhập cáp đồng
đƣợc truyền qua luồng trễ đơn (nghĩa là nhanh hay xen) thì chỉ có kênh LS0 đƣợc sử dụng và nó được phân bổ cho luồng trễ tương ứng. Việc lựa chọn luồng nhanh hay xen của hướng lên không phụ thuộc vào sự lựa chọn của hướng xuống. Nếu dữ liệu ATM hướng lên được truyền qua cả hai luồng trễ (nghĩa là cả nhanh và xen) thì chỉ có kênh LS0 và LS1 đƣợc sử dụng và chúng đƣợc phân bố cho các luồng trễ khác nhau. Kênh tải tin AS0 phải hỗ trợ việc truyền tải dữ liệu có tốc độ là bội nguyên của 32 kbit/s từ 32 đến 6144 kbit/s. Kênh LS0 phải hỗ trợ việc truyền tải dữ liệu có tốc độ là bội nguyên của 32 kbit/s từ 32 đến 640 kbit/s. Việc hỗ trợ truyền tải dữ liệu có tốc độ không là bội nguyên của 32 kbit/s là tuỳ chọn.
Khi hệ thống cung cấp các kênh AS1 và LS1 thì các kênh này cũng phải hỗ trợ các tốc độ là bội nguyên của 32 kbit/s . Việc hỗ trợ các tốc độ là bội nguyên của 32 kbit/s không đƣợc chỉ ra trong Bảng 10 là tuỳ chọn. Việc hỗ trợ các tốc độ không phải là bội nguyên của 32 kbit/s cũng là tuỳ chọn. Khối ATU-x có chức năng ATM không đƣợc cung cấp các kênh AS2, AS3 và LS2. Chú ý: Trong các hệ thống ATM, phân kênh cho tải sẽ đƣợc nhúng trong dòng dữ liệu ATM sử dụng luồng ảo/kênh ảo khác nhau. Do đó, yêu cầu cơ bản đối với ATM là chỉ có một kênh tải tin ADSL hướng xuống và một kênh tải tin ADSL hướng lên.
2.5.2.5 Tạo khung
Độ dài khung được quyết định bởi tốc độ dữ liệu tương ứng của giao diện.
Ký hiệu DMT được mó hoỏ tại tốc độ 4000 baud, nghĩa là tương ứng với 250às.
Lƣợng dữ liệu thật sự đƣợc mã hóa trong một chuyển đổi là chức năng của trạng thái đường dây. Tuỳ theo trạng thái đường dây lúc bắt đầu chuyển đổi, số âm hỗ trợ và lƣợng dữ liệu đƣợc mã hoá trong mỗi âm sẽ thay đổi. Các âm trong phạm vi nhiễu của phổ đƣợc bỏ đi và điều phức tạp của mã hoá chùm ký hiệu trong mỗi âm sẽ là việc truyền tối ưu cho các trạng thái đường dây riêng biệt. Một khung bao gồm dữ liệu mà có thể truyền thông qua giao diện DMT nhƣ là một ký hiệu, nghĩa là tại một thời điểm mỗi khung bao gồm dữ liệu cho bộ đệm dữ liệu nhanh và xen cũng như là các bit dành cho sửa lỗi, quản trị và quản lý đường ADSL.
Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng dịch vụ SVTH: HUỲNH HỮU LỢI IPTV trên nền mạng truy nhập cáp đồng
1 Cấu trúc siêu khung
Định nghĩa về siêu khung đã đƣợc đề cập đến ở trên. Mỗi siêu khung ADSL đƣợc thiết lập từ 68 khung ADSL và ký hiệu đồng bộ. Bởi vì độ dài của khung đƣợc thực hiện theo các cấu hình riêng biệt của giao diện U ADSL, nên độ dài của siêu khung cũng không cố định mà tuỳ theo cấu hình của đường nối.
2 Cấu trúc 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 nội dung của nó là phần đầu hoặc thông tin đồng bộ. Các byte dữ liệu từ bộ đệm liên tục đƣợc chèn tiếp theo sau fast byte.
Các byte cho mỗi kênh mang theo yêu cầu, nhƣ hình 2.11
3 Cấu trúc của bộ đệm dữ liệu xen
Bộ đệm xen đƣợc chèn vào trong khung sau bộ đệm nhanh. Đầu tiên nó đƣợc tập hợp theo khuôn dạng đồng nhất theo khung nhanh. Giống nhƣ khung nhanh, dữ liệu thực sự cho mỗi kênh mang được chỉ định cho đường dẫn xen được trải ra tương xứng với băng thông của các kênh mang của đường nối ADSL. Việc
Frame 0 Frame1 Frame 2 …
…
Frame34 ... Frame67 Synchronal frame
Bộ đệm dữ liệu nhanh Bộ đệm dữ liệu xen Hình 2.10 Cấu trúc siêu khung
Fast byte Byte dữ liệu nhanh FEC
Hình 2.11 Cấu trúc bộ đệm dữ liệu nhanh
Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng dịch vụ SVTH: HUỲNH HỮU LỢI IPTV trên nền mạng truy nhập cáp đồng
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 có cùng độ dài với khung đầu vào nhưng lại là từ những khung xen từ trước. Chẳng hạn như như dữ liệu gửi đến bộ mã hoá 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
4 Khai thác và bảo dƣỡng
Giao diện ADSL hỗ trợ ba phương pháp cho việc trao đổi thông tin hoạt động của lớp vật lý giữa ATU-C và ATU-R. Đó là:
Ghi kênh hoạt động EOC
Điều khiển mào đầu ADSL AOC
Các bit chỉ dẫn.
Ghi kênh hoạt động hỗ trợ việc đọc và ghi các đăng ký chứa thông tin hoạt động trên ATU-R từ ATU-C. Các đăng ký theo tiêu chuẩn cho phép truy nhập miền nội dung để nhận dạng của ATU-R bao gồm nhà cung cấp, số sản xuất, cấu hình hiện tại của ATU-R, kết quả tự kiểm tra, suy giảm dòng đường dây, số dư tỷ lệ nhiễu trên tín hiệu. Một vài đăng ký đƣợc dành cho nhà cung cấp định nghĩa, nhƣng có thể đọc và ghi đƣợc thông qua EOC. ATU-R có thể gửi cho ATU-C bản tin thông báo sự cố thông qua EOC khi mất nguồn ATU-R. EOC đƣợc thực hiện nhờ sử dụng các bit trong 'fast byte' của những khung từ 2 đến 32 và từ 36 đến 67 trong một siêu khung. Khung EOC gồm 13 bit trong đó có 5 bit mào đầu và 8 bit tải. Một khung EOC có thể đƣợc gửi trong hai khung ADSL. Tải có thể là byte dữ liệu hay lệnh cho phía bên kia. Trong T1.413 ngoại trừ bản tin sự cố mất nguồn đƣợc gửi bởi ATU-R, tất cả các lệnh đƣợc gửi bởi ATU-C tới ATU-R. ATU-R có thể trả lời các lệnh với nội dung từ bộ ghi. AOC cũng có cấu trúc tương tự như EOC. Nó đƣợc sử dụng để mang các thông tin thời gian thực cần thiết cho việc tái lập lại cấu hình cần cho thay đổi trạng thái đường dây. Nó mang các bit trong byte
Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng dịch vụ SVTH: HUỲNH HỮU LỢI IPTV trên nền mạng truy nhập cáp đồng
đồng bộ của phần ghép xen khung ADSL. Một khung AOC có độ dài 13 bit gồm 5 bit lệnh và 8 bit dữ liệu. 23 bit chỉ dẫn đƣợc mang trong các fast byte của phần nhanh của khung ADSL. Mỗi bit đƣợc xem nhƣ chỉ dẫn cho modem thu về trạng thái của phần tương tự nó tại đầu bên kia. Các bit chỉ dẫn được thiết lập khi các trạng thái chẳng hạn như lỗi đường truyền hay mất tín hiệu được phát hiện tại đầu bên kia của kết nối ADSL.
5 Khởi tạo
Tiến trình khởi tạo cho phép thiết lập thông tin giữa ATU-C và ATU-R.
Tiến trình cho phép hai modem đƣợc nhận dạng chúng với nhau, xác định độ sẵn sàng về các trạng thái đường dây để hỗ trợ cho các thông tin, trao đổi các tham số mà đƣợc định nghĩa cho yêu cầu kết nối, chỉ định tài nguyên và các thông tin bình thường. Tiến trình được chia thành 4 giai đoạn:
Giai đoạn 1 là kích hoạt và chấp nhận. Ở giai đoạn này, ATU-R bắt đầu tiến trình khởi tạo bởi việc truyền các âm dành riêng tới ATU-C. Khi giai đoạn khởi tạo này được hoàn tất, ATU-R và ATU-C trao đổi về phương pháp điều chỉnh và xác định thiết bị chủ. Tại thời điểm kết thúc thủ tục, ATU-R và ATU-C trong trạng thái có thể phân tích trạng thái đường dây.
Giai đoạn 2 là thu thử. Trong tiến trình này, ATU-R và ATU-C gửi các tín hiệu mà cho phép xác định trạng thái đường dây và điều chỉnh cân bằng đầu thu của chúng. Việc thu thử cũng xác định nếu ADSL hoạt động theo chế độ ghép kênh theo tần số FDM hoặc triệt vọng ECH.
Giai đoạn 3 là phân tích kênh. Thông tin trao đổi giữa các modem trên đường lên và đường xuống các kênh mang yêu cầu kết nối, thời gian chờ tuyến của chúng cũng đƣợc đƣa vào và băng thông cho mỗi kênh cũng đƣợc đòi hỏi. Sau đó các modem thực hiện kiểm tra để xác định chất lƣợng mạch vòng và tỷ số tín hiệu trên nhiễu cho mỗi âm DMT 4kHz.