CÔNG NGHỆ ASDL2 VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CHƯƠNG 3_1 doc

ĐỒ ÁN HỆ THỐNG MẠNG
Đề tài:
CÔNG NGHỆ ASDL2 VÀ KHẢ
NĂNG ỨNG DỤNG
CHƯƠNG III CÔNG NGHỆ ADSL2, ADSL2+
3.1 ADSL
3.1.1 Giới thiệu chung về ADSL
Mạng điện thoại chỉ là mạng cung cấp các truy nhập cự ly gần tới các khách
hàng. Số lượng các thuê bao điện thoại trên toàn thế giới vào khoảng 700 triệu
(1999). Từ đặc điểm này, mạng truy nhập điện thoại bao gồm các đôi dây xoắn
đồng được thiết kế để truyền tín hiệu tương tự. Tuy nhiên, các nhà kỹ thuật sau đó
phát hiện ra rằng có thể truyền dữ liệu qua cùng kênh thoại. Từ những modem đầu
tiên chỉ có thể truyền với tốc độ 75bps, kỹ thuật này đã được phát triển đến mức
những modem không hề đát có thể truyền với tốc độ gần 56Kbps.
Kỹ thuật modem cuối cùng cũng đã đạt tới giới hạn của nó. Vì bên trong
mạng thoại mã hoá các kết nối tại tốc độ 64Kbps nên những sự phát triển cao hơn
tốc độ modem hay các kết nối quay số là không thể thực tiễn. Tuy nhiên, giới hạn
này có thể lợi dụng bởi các hệ thống chuyển mạch và các thiết bị liên đài, các đôi
dây cáp đồng có dung lượng cao hơn chưa từng được sản xuất trước đó. ISDL là hệ
thống đầu tiên khai thác những đặc điểm đó. ISDL truyền với tốc độ 144Kbps
(2B+D) ở mỗi hướng trực tiếp qua một đôi dây xoắn với khoảng cách trên 600m.
Tại hệ thống tổng đài trung tâm, luồng 144Kbps được chia thành các kênh chuyển
mạch 64Kbps (2 kênh B) và kênh báo hiệu 16Kbps (kênh D). Các kỹ sư xác định
cách thức để quay tới cùng một đầu cuối với 2 kênh và kết hợp chúng để tạo thành
một kết nối 128Kbps. Tuy nhiên, do nhu cầu về tốc độ truy nhập ngày càng cao
của các dịch vụ mới như trang Web, Video và Multimedia. Các công ty điện thoại
một lần nữa nghiên cứu đôi dây cáp đồng để xem liệu chúng còn khả năng nào để
khai thác không?
ADSL là một giải pháp cho câu hỏi này. Băng thông analog của đôi dây cáp
xoắn đồng về cơ bản thì liên quan đến độ dài của nó. Phần lớn các mạch vòng thuê
bao có độ dài nhỏ hơn 4Km và có băng thông analog sử dụng vào khoảng 1Mhz.

Các mạch vòng ngắn hơn thậm chí có dung lượng cao hơn. Việc khai thác băng
thông này được thực hiện nhờ những tiến bộ tiến bộ trong kỹ thuật xử lý tín hiệu số.
Nhận ra các khách hàng có nhu cầu tốc độ download cao hơn tộc độ upload
dữ liệu, ADSL dành phần lớn băng thông của mạch vòng thuê bao cho kênh
download. Phụ thuộc vào độ dài của mạch vòng này, ADSL có thể đạt tốc độ
download tới 7Mbps và upload tới vài trăm Kbps. ADSL thực hiện việc này đồng
thời giữ lại 3Kbps thấp cho dịch vụ thoại thông thường.
3.1.2 Mô hình tham chiếu của hệ thống ADSL
Chuẩn ITU G.922.1 đã đưa ra mô hình các khối chức năng của hệ thống
ADSL như trên Hình 3.1.











ATU-R
P
H
Y


ATU-C
P
H

Y

hpf
hpf
ipf
ifp
Home
networ
k

Customer
spremise
Wireing
Telephone
set
voiceiband
modem or
ISDL
terminal
Broatban
d network
Narrow-
band
network
V-C
U-C 2
DSL
U-C U-R
Splitte
R

CP Wirring
carries POTS
or IDSL
service
U-R 2
T/S T/R

Splitte
C

GSTN or
ISDN
CPE
CPE

Hình 3.1 Mô hình tham chiếu ADSL
+ ATU-C: Khối thu phát ADSL phía mạng.
+ ATU-R: Khối thu phát ADSL phía khách hàng.
+ AN: Nút truy nhập mạng.
+ HPF và LPF: Bộ lọc thông cao và bộ lọc thông thấp.
+ CPE: Thiết bị của khách hàng.
Người sử dụng có thể lựa chọn việc sử dụng đồng thời dịch vụ thoại POTS
bằng cách thêm bộ tách (Splitter) R tại phía thuê bao, khi đó tổng đài PSTN cần có
bộ tách C.
Các giao diện trong mô hình tham chiếu:
+ V-C: Giao diện giữa điểm truy nhập và mạng băng rộng.
+ U-C: Giao diện giữa đường dây và bộ chia phía tổng đài.
+ U-C2: Giao diện giữa bộ chia và ATU-C.
+ U-R: Giao diện giữa đường dây và bộ chia phía khách hàng.

+ U-R2: Giao diện giữa bộ chia và ATU-R.
+ T-R: Giao diện giữa ATU-R và lớp chuyển mạch (ATM, STM hoặc gói).
+ T/S: Giao diện giữa kết cuối mạng với CPE.
Để đơn giản, các giao diện U-C và U-R, T-R và T-S được gọi chung là giao
diện U và giao diện T.
3.1.3 Kỹ thuật truyền dẫn trong ADSL
ADSL có thể sử dụng kỹ ghép kênh phân chia theo tần số (FDM) hoặc kỹ
thuật triệt phá tiếng vọng (EC). Với kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số, dải
tần lên được tách biệt với dải tần xuống bởi một dải bảo vệ Hình 3.2. Vì vậy tránh
được xuyên âm.




1 MHz

Downstream
Upstream
POTS
FDM
Frequency




Hình 3.2 ADSL sử dụng kỹ thuật ghép kênh theo tần số
Với kỹ thuật xoá tiếng vọng, dải tần hướng lên nằm trong dải tần hướng
xuống Hình 3.3. Như vậy, sử dụng kỹ thuật xoá tiếng vọng cho hiệu suất băng tần
cao hơn nhưng kỹ thuật này gây ra xuyên âm, do đó nó đòi hỏi việc xử lý tín hiệu
số phức tạp hơn.

Hình 3.3 ADSL sử dụng kỹ thuật triệt phá tiếng vọng
Do không bị ảnh hưởng tự xuyên âm tại trạm trung tâm (CO) nên kỹ thuật
FDM cho chất lượng hướng lên tốt hơn nhiều so với kỹ thuật EC, nhưng băng tần
hướng xuống của kỹ thuật EC lớn hơn so với kỹ thuật FDM nên chất lượng hướng
xuống của kỹ thuật EC tốt hơn của kỹ thuật FDM đặc biệt đối với đường dây có
khoảng cách ngắn.
3.1.4 Các phương pháp điều chế trong ADSL
Có 3 phương pháp điều chế được sử dụng trong ADSL đó là:
+ Phương pháp điều chế biên độ cầu phương (QAM).
+ Phương pháp điều chế CAP.
+ Phương pháp điều chế tần số rời rạc (DMT).
Dưới đây sẽ nghiên cứu từng phương pháp cụ thể.

1 MHz
Downstream
Upstream
POTS
Echo Cancellation
Frequency
a. Phương pháp điều chế biên độ cầu phương (QAM):
QAM là phương thức điều chế sử dụng một sóng hình sin và một sóng hình
cosin ở cùng mộ tần số để truyền tín hiệu. Hai sóng trên được truyền trên cùng một
kênh. Biên độ của hai sóng này (kể cả dấu) được sử dụng để truyền bit thông tin.
Sau đây là một ví dụ đơn giản về QAM truyền thông tin 4 bit trên cùng một kí
hiệu Hình 3.4.

Hình 3.4 Ví dụ về hệ thống QAM truyền 4 bit trên 1 kí hiệu.
Bốn bít tín hiệu được ánh xạ lên 16 điểm trên mặt phẳng pha biên độ thành
một chùm điểm. Giá trị x và y của mỗi điểm tương ứng với biên độ của sóng sin và
cosin được truyền lên kênh. Cả phía phát và phía thu đều biết trước phép ánh xạ từ
tổ hợp bít thành các điểm. Sau khi các tín hiệu sin và cosin được truyền trên kênh,
phía thu khôi phục lại biên độ của mỗi tín hiệu (sử dụng quá trình cân bằng và xử
lý tín hiệu). Biên độ của các tín hiệu này được chiếu lên chùm điểm đồng nhất với
chùm điểm phía phát. Thông thường, nhiễu và méo tín hiệu trên kênh và trên các
thiết bị điện tử làm cho các điểm bị chiếu sai lệch so với vị trí các điểm trên chùm
điểm. Máy thu sẽ lựa chọn điểm nào trên chùm điểm có vị trí gần nhất so với điểm
●
● ●
●
●
● ●
●
●
● ●
●
●

● ●
●
●
● ●
●
●
● ●
●
●
● ●
●
●
● ●
●
Xác đ
ị
nh
dạng sóng
Xác đ
ị
nh
chòm điểm
Bốn bít
vào

truyền và thu
đư
ợ
c trên kênh

chi
ế
u lên
chòm điểm
Bốn bít
ra

Tìm
đi
ể
m
gần nhất
vừa thu được. Nếu nhiễu quá lớn thì điểm gần nhất với điểm thu được sẽ khác với
vị trí ban đầu của điểm phát, gây ra lỗi.
Ví dụ trên được gọi là QAM16 do chùm điểm có 16 vị trí. Số vị trí tuỳ thuộc
số bít trên một kí hiệu. Chẳng hạn nếu là 2 bít/kí hiệu thì phương pháp điều chế
trên gọi là QAM4. Hình 3.5 Minh hoạ chùm điểm của QAM4 trên cùng hệ trục toạ
độ với QAM16.
Giả sử năng lượng trung bình của tín hiệu trong hai phương pháp điều chế là
như nhau. Lưu ý rằng khoảng cách giữa các điểm của QAM4 lớn hơn khoảng cách
giữa các điểm của QAM16. Do đó nếu xét trên cùng một kênh truyền thì nhiễu dễ
tác động vào QAM16 hơn, tức là QAM16 đòi hỏi tỉ số S/N cao hơn QAM4 hay
khoảng cách truyền của QAM16 nhỏ hơn QAM4. Tổng quát có thể thấy rằng
QAM có bậc càng lớn thì đòi hỏi công suất phát càng lớn và khoảng cách truyền
càng nhỏ.

Hình 3.5 Chùm điểm QAM16 và QAM4 trên cùng hệ trục toạ độ với cùng mức
năng lượng
Hình 3.6 là sơ đồ khối của bộ điều chế. Dòng dữ liệu từ người sử dụng đi vào
bộ điều chế. Tại đây dữ liệu được chia thành hai nửa, được điều chế thành hai phần
trực giao với nhau rồi được tổ hợp thành tín hiệu cầu phương và truyền trên kênh
truyền dẫn. Điều đó có nghĩa là các tín hiệu cầu phương là tổ hợp của hai tín hiệu
xuất phát từ cùng một nguồn nhưng được làm lệch pha nhau 90
0
.
Điểm QAM16
Điểm QAM4









Hình 3.6 Sơ đồ khối bộ điều chế QAM
Hình 3.7 là một dạng của bộ giải điều chế QAM, đầu vào của bộ giải điều chế
là tín hiệu thu được trên kênh truyền và tín hiệu đầu ra được chiếu lên chùm điểm
của máy thu.

Hình 3.7 Sơ đồ khối bộ giải điều chế QAM
b. Phương pháp điều chế CAP :
Phương pháp điều chế pha và biên độ không sử dụng sóng mang này dựa trên
phương pháp điều chế QAM. Bộ thu của phương pháp điều chế QAM yêu cầu tín
hiệu tới phải có phổ và pha giống như phổ và pha của tín hiệu truyền dẫn. Do các
Cosin wave
generator
Sin wave
generator
Received
waveform
I branch
Q branch
Intergrate
Intergrate
Find
Closet
point
D
E
A
x
value

y value

x value
Q branch
I branch
Sin wave
generator
Cosin wave
generator
Find
(x, y)
value
Set of
bits
input
Output
waveform
tín hiệu truyền trên đường dây điện thoại thông thường không đảm bảo được yêu
cầu này nên bộ điều chế của ADSL phải lắp thêm bộ điều chỉnh thích hợp để bù
phần méo của tín hiệu truyền dẫn.
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.
c. Phương pháp điều chế đa tần rời rạc (DMT):
Điều chế DMT là kỹ thuật điều chế đa sóng mang. DMT chia phổ tần thành
các kênh 4KHz. Các bít trong mỗi kênh được điều chế bằng kĩ thuật QAM và được
đặt trong các sóng mang. Trong hệ thống ADSL, băng tần từ trạm trung tâm xuống
thuê bao được chia thành 256 kênh và băng tần từ thuê bao lên trạm trung tâm
được chia làm 32 kênh, mỗi kênh có thể mang một số lượng bít khác nhau phụ

thuộc vào chất lượng của từng kênh.











Input
bits
Input
bits
Input
bits
Amplitude
Gennerate wave

Ang cosin
Wave at f1
Amplitude
Gennerate wave

Ang cosin
Wave at f2
Amplitude
Gennerate wave

Ang cosin
Wave at f
n
Output
wavefom
Hình 3.8 Sơ đồ điều chế DMT đơn giản
Phương pháp điều chế DMT có nhiều ưu điểm nỗi bật. Như ta đã biết mạng
điện thoại có chất lượng và chiều dài dây khác nhau, chất lượng tín hiệu truyền
trên mạng này chịu ảnh hưởng của các loại nhiễu như xuyên âm, tín hiệu radio
AM…DMT khắc phục vấn đề này bằng cách sử dụng các phần phổ có suy hao và
nhiễu nhỏ. DMT thực hiện kiểm tra đường dây để xác định xem dải tần số nào có
thể được sử dụng và bao nhiêu bít có thể truyền trong mỗi kênh. 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.
3.1.5 Ghép kênh
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 32Kbps (Bảng 3.1). Đối với những tốc không phải là bội số của 32Kbps
thì phải sử dụng đến các bit phụ trong phần mào đầu của khung ADSL.
Bảng 3.1 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
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
1.536Mbps để truyền tốc độ cơ bản T1 (Bảng 3.2).


Bảng 3.2 Giới hạn trên của tốc độ tải tin
Kênh con Tốc độ kênh con Giá trị của những
AS0 n
0
x 1,536 Mbps n
0
= 0,1,2,3 hoặc 4
AS1 n
1
x 1,536 Mbps n
1
= 0,1,2 hoặc 3
AS2 n
2
x 1,536 Mbps n
2
= 0,1 hoặc 2
AS3 n
3
x 1,536 Mbps n

3
= 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 3.3) 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 3.3 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,
3
(AS0,AS1
2
(AS0,AS1
1
(AS0)
AS2,AS3) ,AS2)
)

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)
ADSL cũng xây dựng cấu trúc 2Mbps để truyền tốc độ cơ bản E1 tuy nhiên
chỉ có 3 kênh tải: AS0, AS, AS2 (Bảng 3.4) hỗ trợ sử dụng luồng 2Mbps.
Bảng 3.4 Các kênh hỗ trợ cho luồng 2Mbps

Kênh con Tốc độ kênh con Giá trị của nhãn
AS0 n
0
x 2,408 Mbps n
0
= 0,1,2 hoặc 3
AS1 n
1
x 2,408 Mbps n
1
= 0,1 hoặc 2
AS2 n
2
x 2,408 Mbps n
2
= 0 hoặc 1
Với cấu trúc 2Mbps, lớp truyền tải được đánh số từ 2M-1 đến 2M-3 (Bảng
3.5). Chức năng của tất cả các lớp đều tuỳ chọn.
Bảng 3.5 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)

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 160Kbps và LS2 hoạt động ở tốc độ 384Kbps hoặc
576Kbps. Các phương án lựa chọn kênh mang đối với các kênh song hướng được
trình bày trong các Bảng 3.3 và Bảng 3.5 ở trên.
c.Phần mào đầu:
Kỹ thuật ADSL cũng sử dụng phần mào đầu trong cấu trúc kênh như các
phương thức truyền dẫn khác. Phần mào đầu thực hiện nhiều chức năng khác nhau
trong quá trình tải tin. Một trong số các chức năng của phần mào đầu là đồng bộ
các kênh tải để thiết bị ADSL ở hai đầu đường truyền có thể nhận biết cấu trúc các
kênh (AS và LS), tốc độ của các kênh, vị trí của các bit trong khung. Các chức
năng khác của phần mào đầu bao gồm: Kênh nghiệp vụ chung (EOC), kênh điều
khiển nghiệp vụ (OCC) để tái cấu hình, thích ứng tốc độ từ xa và phát hiện lỗi qua
việc kiểm tra CRC (kiểm tra phần dư chu kỳ), một số bit sử dụng cho khai thác,
quản lý, và bảo dưỡng (OMC), số khác dùng để sửa lỗi trước (FEC).
3.1.6 Cấu trúc khung và siêu khung
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, khung 0 và 1 mang thông
tin điều khiển lỗi (CRC) và các bit chỉ thị sử dụng cho quản lý đường truyền.
Ngoài ra, các bit chỉ thị khác được chứa trong 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 (Hình 3.9).

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
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
Bộ đệm khung dữ liệu (68/69x250µs)
1 byte

R
F

byte

Siêu khung (17 ms)

Các byte N
F


Các byte N
F


Khung dữ liệu đầu vào mã hoá chùm điểm (C)
Các byte N
F


Đ
ầ
u ra FEC (đi
ể
m C) ho
ặ
c khung d
ữ

li
ệ
u đ

ầ
u

vào mã hoá chùm điểm (điểm C)
K
F

byte

khung

d
ữ

li
ệ
u ghép, đi
ể
m





Hình 3.9 Cấu trúc siêu khung ADSL
Một khung ADSL có chu kỳ 250µs và chia thành 2 phần chính: phần số liệu
nhanh và phần số liệu xen.
a.phần số liệu nhanh:
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 3.10 và Hình 3.11). Nếu kênh mang nào không
dùng thì sẽ không có dữ liệu chèn vào tương ứng. Nếu như không có dữ liệu nào
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.
Phần số liệu nhanh có cấu trúc kiểm soát lỗi đơn giản được dùng để truyền
các dữ liệu yêu cầu độ trễ nhỏ và chấp nhận lỗi như tín hiệu Video, Audio.





Byte
đồng bộ
AS0 AS1 AS2 AS3 L0 LS1 LS2 AEX LEX
Các byte K
F

Ghép khung dữ liệu điểm (A)
Byte

1
Byte B
F

(AS0)

Byte B
F

(AS0)
Byte B
F

(AS1)
Byte B
F

(AS2)
Byte B
F

(AS3)
Byte B
F

(LS1)
Byte B
F

(LS2)
Byte
A
F

Byte
L

F

Các byte
FEC

Đầu ra FEC (điểm B) hoặc khung dữ liệu đầu vào mã hoá chùm điểm

Hình 3.10 Khung dữ liệu đường nhanh










Hình 3.11 Định dạng byte đồng bộ đường nhanh còn gọi là (“fats byte”)
Phần số liệu nhanh 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
bộ sẽ mang thông tin điều khiển SC cho các kênh mang thông tin kênh điều khiển
mào đầu ADSL2 (AOC) (Hình 3.12 và Hình 3.13).

Byte
đồng bộ
AS0 AS1 AS2 AS3 L0 LS1 LS2 AEX LEX
Các byte K
I

Ghép khung dữ liệu điểm (A)
Byte

1
Byte B
I

(AS0)
Byte B
I

(AS0)
Byte B
I

(AS1)
Byte B
I

(AS2)
Byte B

I

(AS3)
Byte B
I

(LS1)
Byte B
I

(LS2)
Byte
A
I

Byte
L
I

Ghép khung dữ liệu
# 0

Ghép khung dữ liệu
# 1

Các byte K
I
Các byte K
I
Ghép khung dữ liệu

# S
-
1

Các byte

FEC

Các byte K
1
Các byte R
1
Frames
2-23,
36-67
Synch
Control
lsb

crc5 crc4 crc3 crc2 crc1 crc0 crc6
crc7


ib1
3

ib12
ib1
1

ib10 ib9 ib8 ib14 ib15
eoc4 eoc3 eoc2 eoc1
r
1
1
eoc5 eoc6
sc5 sc4 sc3 sc2 sc1 0 sc6 sc7
ib5 ib4 ib3 ib2 ib1 ib0 ib6 ib7
ib21 ib20 ib19 ib18 ib17 ib16 ib22 ib23
eoc11 eoc10 eoc9 eoc8 eoc7
1
eoc12 eoc13
sc5 sc4 sc3 sc2 sc1 0 sc6 sc7
msb

msb

lsb

eoc

Frames 34,
35

1 bit
8 bits
Frames 0, 1

Trong các khung

bit7=msb

và
bit8=lsb








Hình 3.12 Tạo khung đường xen









Hình 3.13 Định dạng byte đồng bộ đường xen còn gọi là “sync byte”
Phần tử tạo nên siêu khung là các khung ADSL. Cấu trúc số byte mặc định
trong khung ADSL được trình bày trong Bảng 3.6. Tuy nhiên, các giá trị mặc định
có thể thay đổi.

Bảng 3.6 Vùng đệm mặc định cho các vùng truyền tải (T1)
sc5

sc4

sc3

sc2

sc1

sc0

sc6

sc7

aoc5 aoc4 aoc3 aoc2 aoc1 aoc0 aoc6 aoc7
crc5

crc4

crc3

crc2

crc1

crc0

crc6

crc7

Frames 1
-
16

N
ế
u tín hi
ệ
u đư
ợ
c ch
ỉ

thị chèn vào hàng đợi
N
ế
u tín hi
ệ
u không
được chỉ thị chèn vào
hàng đợi
Frame 0

Synch

Control

aoc

msb

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 3.6, cấu trúc mặc định cho lớp truyền tải thứ nhất là 96byte
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 2,048Mbps cũng có quy
định kích cỡ mặc định của vùng đệm cho lớp truyền tải 2M (Bảng 3.7)
Bảng 3.7 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
AS1 64 64 0 0 0 0
AS2 64 0 0 0 0 0
LS0 2 2 255 0 0 0
LS1 0 0 0 5 0 5
LS2 0 0 0 12 12 0
Các kênh AS0, AS1 và AS2 gửi 64 byte trong mỗi khung trên lớp truyền tải
2M-1. Như vậy sẽ có ba kênh tải tin từ trạm trung tâm xuống thuê bao hoạt động ở
tốc độ 2,048Mbps.
3.1.7 Hiệu năng của ADSL
Hệ thống ADSL này cung cấp một băng thông không đối xứng tới nhà thuê
bao. Ở chiều download (tới nhà thuê bao), băng thông của nó có thể tới 7Mbps
trong khi đó hướng upload tối đa khoảng 640Kbp. Nhìn chung, tốc độ dữ liệu tối
đa của ADSL phụ thuộc vào khoảng cách, kích thước dây và nhiễu.
Bảng 3.8 Tốc độ tối đa của ADSL
Khoảng cách Loại cáp
(AWG)
Tốc độ download
(Mbps)
Tốc độ

upload
(Mbps)
18.000 FEC 24 1.7 176
13.500 FEC 26 1.7 176
12.000 FEC 24 6.8 640

3.1.8 Sửa lỗi trong ADSL
Để tăng BER hay tăng hiệu năng của hệ thống, tức là tăng dung lượng tại tốc
độ bit cho trước, sửa lỗi trước (FEC) được áp dụng. ANSI xác định rõ việc sử dụng
mã hoá Reed – Solomon kết hợp với chèn. Cũng có thể lựa chọn việc sử dụng mã
hoá Trelis nhưng có thể làm giảm BER hay SNR.
Người ta thực hiện phân biệt dữ liệu nhạy cảm đối với trễ, cho các ứng dụng
như hội nghị truyền hình hay các phiên TCP/IP, dữ liệu không nhạy cảm đối với
trễ ví dụ như Video theo yêu cầu (VOD). Dữ liệu nhạy cảm với trễ không được
chèn và được truyền trong khoảng thời gian nhỏ hơn 2ms (một chiều). Dữ liệu
không nhạy cảm với trễ được chèn để nó có thể chống lại tốt hơn nhiễu tác động.
Tiêu chuẩn ANST cho phép truyền dẫn đồng thời dữ liệu nhạy và không nhạy đối
với trễ.
3.2 Công nghệ ADSL2
3.2.1 Các mô hình tham chiếu
3.2.1.1 Mô hình chức năng ATU
Hình 3.1 mô tả các khối chức năng và giao diện của ATU- và AUT-R. Đó là
các khối chức năng cơ bản nhất của ATU-C và ATU-R. Chức năng được điều
khiển bởi hệ thống quản lý của nhà khai thác (EMS hoặc NMS) không được mô tả
trong Hình 3.14.

Hình 3.14 Mô tả chức năng ATU
Các chức năng cơ bản của lớp truyền thống vật lý (PMD) bao gồm tạo và khôi
phục định thời ký hiệu, mã hóa và giải mã, điều chế và giải điều chế, triệt tiếng
vọng (nếu được sử dụng), cân bằng đường dây, khởi tạo tuyến, ghép và tách tiêu đề
lớp vật lý (tạo siêu khung). Ngoài ra, lớp PMD có đặc thù-hội tụ truyền dẫn (PMS-
TC).
/F

TPS-TC #1
I/F
PMS
-
TC


PDM

PDM
PMS-TC



TPS
-

TC#1

I/F



TPS
-
TC#0

I/F
MPS
-
TC

MPS
-
TC

ATU
-
C

ATU
-
R

Giao di
ệ
n

OAM
NTR
Giao di
ệ
n

OAM
NTR
Giao

diện
ứng
dụng
Giao

diện
ứng
dụng
γ
c
α δ
c
U δ
R
β γ
R

TPS-TC #0
I/F
Lớp PMS-TC thực hiện các chức năng tạo khung và đồng bộ khung, hiệu hiệu
chỉnh lỗi hướng phát, phát hiện lỗi, chức năng mã hoá ngẫu nhiên và giải mã ngẫu
nhiên. Ngoài ra lớp PMS-TC còn cung cấp kênh tiêu đề mang các bản tin điều khiển
được tạo ra trong các lớp giao thức truyền tải đặc thù-hội tụ truyền dẫn (TPS-TC),
PMS-TC hoặc PMD cũng như các bản tin được tạo ra tại giao diện quản lý.
Lớp PMS-TC được kết nối với lớp TPS-TC qua giao diện α và β trong ATU-
R tương ứng. Lớp TPS-TC là đặc thù ứng dụng và bao gồm sự thích ứng của số
liệu giao diện khách hàng và tín hiệu điều khiển với giao diện số liệu đồng bộ (cận
đồng bộ) của TPS-TC. Ngoài ra, lớp TPS-TC có thể tạo ra hoặc thu các bản tin
điều khiển qua kênh tiêu đề của lớp PMS-TC.
Lớp TPS-TC liên lạc các khối giao diện qua giao diện γ
R
và γ
C
. Tuỳ thuộc vào
ứng dụng đặc thù mà lớp TPS-TC có thể được yêu cầu để hỗ trợ một hoặc nhiều
kênh số liệu của người sử dụng và các giao diện kết hợp.
Lớp giao thức quản lý đặc thù-hội tụ truyền dẫn (MPS-TC) cung cấp các thủ
tục quản lý ATU. Chức năng MPC-TC liên lạc với các chức năng lớp cao hơn
trong lớp quản lý được mô tả trong ITU-T G.997.1 [04] (Ví dụ, hệ thống quản lý
phần tử, điều khiển CO-MIB). Thông tin quản lý được trao đổi giữa các chức năng
MPS-TC thông qua kênh tiêu đề ADSL. PMS-TC ghép kênh tiêu đề ADSL với
luồng số liệu TPS-TC để truyền trên đường DSL. Thông tin quản lý chỉ thị những
sự cố, lỗi và thông tin giám sát hiệu năng có liên quan. Ngoài ra, nó còn định nghĩa
một số thủ tục điều khiển quản lý cho việc sử dụng bởi các chức năng lớp cao hơn,
đặc biệt là cho mục đích kiểm tra.
Các giao diện α, β, γ
R

và γ
C
chỉ là các điểm phân chia về mặt logic, không có
ý nghĩa về mặt vật lý.
3.1.1.2 Mô hình tham chiếu giao thức khách hàng
Mô hình tham chiếu giao thức khách hàng được mô tả trên Hình 3.15, là mô
hình trao đổi thông tin giữa các khối chức năng trong Hình 3.14.


Không
xác
đ
ị
nh

Giao thức truyền dẫn (ví dụ ATM)
Không
xác
đ
ị
nh

Giao thức truyền dẫn (ví dụ ATM)
α

δ
δ
β
γ
C

γ
R

LT ATU-C

ATU-R NT1, AT1/2

TPS
-
TC

PMS
-
TC


TPS
-
TC

PMS
-
TC

Hình 3.15 Mô hình tham chiếu giao thức khách hàng
3.2.1.3 Mô hình tham chiếu quản lý
Mô hình tham chiếu giao thức mặt phẳng quản lý được mô tả trên Hình 3.16,
là mô hình trao đổi thông tin giữa các khối chức năng trong Hình 3.14.

TPS
-
TC

PMS
-
TC

PMD


Không
xác
định
Giao thức quản lý (G.997.1)
Không
xác
định
Giao thức quản lý (G.997.1)
Phương tiện vật lý
Giao diện người sử

dụng
Giao diện nội bộ
δ
C

δ
R
LT ATU-C

ATU-R NT1, AT1/2

Giao diện
nội bộ LT

S/T
U
Giao diện
OAM
TPS
-
TC

PMS
-
TC

PMD

Hình 3.16 Mô hình tham chiếu giao thức quản lý
3.2.2 Một số tính năng mới của ADSL2
ADSL2 phát triển trên nền tảng ADSL nên nó mang đầy đủ các đặc tính của
ADSL, ngoài ra ADSL2 còn có một số cải tiến đặc biệt. Do có những cải tiến đặc
biệt nên nếu ADSL trên đường dây điện thoại có xuất hiện nhiễu băng hẹp thì
ADSL2 đạt được hiệu năng tốt hơn. Kết quả là ADSL2 cải thiện đáng kể tốc độ và
khoảng cách so với ADSL. Có được kết quả này là do ADSL2 cải thiện hiệu quả
điều chế, giảm tiêu đề khung, đạt được độ lợi mã hoá cao hơn, cải thiện trạng thái
khởi tạo và tăng cường thuật toán xử lý tín hiệu So với ADSL, ADSL2 bổ xung
một số tính năng mới sau.
3.2.2.1 Các tính năng liên quan đến ứng dụng
a. Hỗ trợ ứng dụng ở chế độ hoàn toàn số:
ADSL đưa ra một chế độ tuỳ chọn cho phép truyền số liệu ADSL trên băng
tần thoại do đó tăng thêm 256Kbps cho tộc độ dữ liệu đường lên. Chế độ này là lựa
chọn hấp dẫn đối với các doanh nghiệp sử dụng dịch vụ thoại và số liệu trên các
đường dây riêng biệt bởi vì nhờ chế độ này mà các doanh nghiệp đạt được các dịch
vụ với tốc độ đường lên cao hơn.
Hình 3.17 đưa ra mô hình ứng dụng cơ bản cho dịch vụ số liệu với các điểm
tham chiếu và các thiết bị được triển khai. Trong ứng dụng này ATU-R là một
phần của ADSL NT, ADSL NT kết nối với một hoặc nhiều đầu cuối khách hàng,
bao gồm đầu cuối số liệu, thiết bị viễn thông hoặc các thiết bị khác. Các kết nối tới
phần thiết bị đầu cuối được thực hiện qua điểm tham chiếu S/T. Kết nối giữa ATU-
R và ATU-C được thực hiện trực tiếp qua đường DSL qua điểm tham chiếu U-R

tại kết cuối khách hàng và qua điểm tham chiếu U-C tại kết cuối mạng. ATU-C là
một phần của nút truy nhập, được kết nối tới mạng truy nhập băng rộng tại điểm
tham chiếu V. Trong mô hình ứng dụng này không có dịch vụ băng hẹp được triển
khai trên đường DSL.
ADSL có thể hoạt động trong chế độ hoàn toàn số không có dịch vụ ưu tiên
hay hoạt động ở chế độ có dịch vụ ưu tiên POTS hoặc ISDN nhưng không sử dụng
dải tần dành cho dịch vụ ưu tiên.







Hình 3.17 Mô hình ứng dụng dịch vụ số liệu
b. Hỗ trợ ứng dụng thoại trên băng tần ADSL:
Có ba phương thức cơ bản để truyền lưu lượng thoại trên đường dây cáp đồng
sử dụng băng tần DSL đó là: Thoại qua chế độ truyền dẫn cận đồng bộ (VoATM),
thoại qua giao thức internet (VoIP) và thoại phân kênh trên DSL (CVoDSL).
+ Phương thức VoATM, thực hiện việc sắp xếp thoại đã được số hoá và
thông tin báo hiệu vào các tế bào ATM, các tế bào này được truyền trên đường dây
điện thoại và truyền qua mạng đến kết nối riêng ảo ATM.
+ Tương tự phương thức thứ hai, VoIP cũng sắp xếp thoại đã được số hoá và
thông tin báo hiệu vào các gói IP và truyền chúng trên đường dây điện thoại cùng
với số liệu khác.
User
Te

S/T

User
Terminal


S/T

U-C U-R
DSL
CO
Network
(Optional)
ATU-C ATU-C

NT

AN


+ Còn phương thức CVoDSL, là một cải tiến của công nghệ đường dây thuê
bao số. Phương thức này truyền lưu lượng thoại TDM một cách trong suốt qua
băng tần DSL. CVoDSL là duy nhất giữa các giải pháp thoại qua DSL trong đó nó
truyền thoại trong lớp vật lý, cho phép truyền các kênh thoại trên băng tần DSL
trong khi vẫn duy trì cả POTS và truy nhập Internet tốc độ cao. Đây là một
phương thức đơn giản, linh hoạt, hiệu quả về mặt chi phí cho phép thiết bị thế hệ
sau có chức năng thoại.
CVoDSL sử dụng kênh 64Kbps của băng tần DSL (Hình 3.18) để truyền các
luồng PCM DS0 từ modem DSL tới kết cuối đầu xa hoặc trạm trung tâm, giống
như POST chuẩn. Sau đó thiết bị truy nhập phát các luồng DS0 thoại trực tiếp tới
chuyển mạch kênh qua PCM. Phương thức này không cần đóng gói lưu lượng
thoại vào các giao thức cao hơn như ATM hay IP (Hình 3.19). Nhiều đường thoại

có thể hoạt động đồng thời phụ thuộc vào độ rộng băng tần đường lên. Với độ rộng
băng tần đường lên là 256Kbps thì có thể sử dụng cực đại là bốn kênh thoại
(256/4≈4)

Hình 3.18 CVoDSL sử dụng các kênh từ băng tần lớp vật lý để truyền các đường
thoại TDM







PPP

AAL5

AAL2

IP

ATM

Network


xDSL Physical Layer

PPP

AAL2

AAL5

IP

ATM

Customer Pmise


Baseand POTS


VoIP



VoATM


Channelied
VoDSL

Hình 3.19 CVoDSL không đóng gói số liệu thoại như VoIP và VoATM
c. Hỗ trợ chức năng ghép ngược ATM (IMA) trong ATM TPS-TC:
Một yêu cầu chung đặt ra giữa các sóng mang đó là khả năng cung cấp các
mức dịch vụ khác nhau (SLA) cho các khách hàng khác nhau. Tốc độ số liệu tới
khách hàng có thể tăng đáng kể bằng cách ghép nhiều đường điện thoại cùng nhau.
Để thực hiện việc ghép, chuẩn ADSL2 hỗ trợ chức năng ghép ngược ATM (IMA)

được triển khai cho cấu trúc ATM truyền thống. Thông qua IMA, ADSL2 có thể
ghép hai hoặc nhiều đôi dây đồng trong một tuyến ADSL. Kết quả là đạt được tốc
độ đường xuống linh hoạt hơn (Hình 3.20):
+ 20 Mbps trên 2 đôi ghép.
+ 30 Mbps trên 3 đôi ghép.
+ 40 Mbps trên 4 đôi ghép.

Hình 3.20 Ghép nhiều đường dây điện thoại để tăng tốc độ số liệu
Chuẩn IMA xác định một lớp con mới, được gọi là lớp con ghép ngược ATM
(IMA), nằm giữa lớp vật lý ADSL (PHY) và lớp ATM. Ở phía máy phát, lớp con
IMA nhận luồng ATM từ lớp ATM và phân phối luồng này tới nhiều lớp vật lý