Đề tài Giải pháp cung cấp dịch vụ ADSL cho mạng viễn thông Việt Nam

mạng phân bổ dữ liệu phía nhà thuê bao và các Module Dịch vụ. Nó có thể giống như T-SM khi mạng chỉ là đường dây điểm nối điểm. Chú ý rằng giao diện T có thể không tồn tại một cách vật lý khi ATU-R được tích hợp vào trong một Module dịch vụ. - U-C: Là giao diện giữa mạch vòng thuê bao và ATU-C (Analog). - U-C2: Là giao diện giữa POTS splitter và ATU-C. Chú ý rằng tiêu chuẩn ANSI Tl.413 hiện không định nghĩa một giao diện như vậy và việc phân chia POTS splitter khỏi ATU-C làm nảy sinh một số khó khăn về mặt chuẩn hóa giao diện này. - U-R: là giao diện giữa mạch vòng thuê bao và ATU-R (analog) - U-R2: là giao diện giữa POTS splitter và ATU-R. Chú ý rằng tiêu chuẩn ANSI Tl.413 hiện không định nghĩa một giao diện như vậy và việc phân chia POTS splitter khỏi ATU-R làm nảy sinh một số khó khăn về mặt tiêu chuẩn hóa giao diện này. 1.Cấu trúc bộ thu phát ADSL DMT Hình 2.16 Sơ đồ khối bộ phát ADSL DMT hướng xuống A: Ghép khung dữ liệu đã được gắn mã kiểm tra lỗi vòng dư CRC. B: Khung dữ liệu sau khi đã được ngẫu nhiên hóa và FEC. C: Mã hóa khung dữ liệu đầu vào. Hình 2.17 Sơ đồ khối bộ phát ADSL DMT hướng lên Hình 2.18 Sơ đồ khối bộ phát ADSL DMT hướng xuống Hình 2.19 Sơ đồ khối bộ phát ADSL DMT hướng lên Các khối thu và phát của hệ thống DMT ADSL cho cả đường lên và xuống đã được đưa ra ở các hình 2.16 cho đến 2.19. DMT ADSL là tiêu chuẩn của ANSI, ETSI, ITU cho ADSL, tiêu chuẩn này xác định tốc độ luồng xuống lớn hơn 6 Mbps và luồng lên nhỏ hơn 640 Kbps. Tốc độ này phụ thuộc vào điều kiện đường truyền và nhiễu. Thực tế, nhà cung cấp dịch vụ có thể giới hạn tốc độ luồng số liệu cung cấp cho thuê bao. Chức năng của các khối: - Frame (bộ tạo khung): Nhận các kênh dữ liệu, kênh hoạt động (EOC), kênh mào đầu (AOC) và các bit chỉ thị rồi tạo khung và siêu khung theo tốc độ đã được quy định sau quá trình khởi tạo. Một siêu khung được tạo bởi 68 khung và một khung đồng bộ, dài 17 ms. - Bộ CRC: Tạo 8 bit kiểm tra lỗi cho mỗi siêu khung đặt trong khung thứ nhất của mỗi siêu khung. Trên luồng dữ liệu nhanh CRC được gửi qua byte nhanh, trên luồng chậm CRC được gửi qua byte đồng bộ. CRC trong một luồng sẽ kiểm tra tất cả các bit chuyển qua trong một siêu khung ngoại trừ các byte FEC, CRC của các siêu khung trước và đồng bộ khung (khung 68). CRC giúp phát hiện có bao nhiêu siêu khung sau khi thu xuất hiện lỗi và FEC không thể sửa được. CRC ở cả phía phát và thu đều dựa trên đa thức: G(x) = l+x2+x3+x8 - Scramble/dscramble (ngẫu nhiên và giải ngẫu nhiên): Đa thức được sử dụng để ngẫu nhiên hóa và giải ngẫu nhiên hóa là: g(x)=l+x18+x23 Luồng dữ liệu nhanh và chậm được ngẫu nhiên hóa và giải ngẫu nhiên hóa độc lập với nhau. Tất cả các bit ở trên tất cả các kênh logic đều được ngẫu nhiên hóa và giải ngẫu nhiên hóa. Byte FEC không qua quá trình này bởi nó được thêm vào sau khối ngẫu nhiên hóa nên ở phía thu chúng sẽ được loại bỏ trước khi qua khối giải ngẫu nhiên. Khung đồng bộ cũng không qua quá trình này. - FEC Block(reed Solomon Encoder): Sau khi ngẫu nhiên hóa cả hai luồng dữ liệu nhanh và chậm đi vào bộ mã hóa sửa lỗi trước (FEC) một cách độc lập cả hai luồng này đều sử dụng kỹ thuật mã hóa Reed Solomon. Khối FEC sẽ thêm phần dư vào dữ liệu cần truyền nhằm mục đích sửa một số bit bị lỗi sau bộ giải đều chế. Mã Reed Solomon hình thành từ mã khối từ N byte dữ liệu và K byte kiểm tra cố định (được quyết định trong khởi tạo kết nối) Trong DSL thường thì mỗi từ mã có số lượng byte -255. DSL điển hình có độ dài từ mã là 240 byte trong đó có 224 byte dữ liệu và 16 byte kiểm tra. Với luồng nhanh mỗi từ mã được gửi cùng một khung dữ liệu, với luồng chậm mỗi từ mã bao gồm S khung dữ liệu (S =1,2,4,8,16). Số byte kiểm tra là chẵn (Ê 16) cho cả hai luồng. - Interleaver/ De-interleaver: Đan xen và giải đan xen nhằm trợ giúp cho mã sửa lỗi FEC khi gặp phải lỗi cụm, đan xen là trải từ mã ra nhờ đó mà lỗi cụm cũng được phân tán ra nên tránh được lỗi cụm. Có hai loại đan xen là đan xen khối và đan xen xoắn (Convolution Interleaver), DMT ADSL sử dụng đan xen xoắn. Bộ đan xen có các thông số đó là độ sâu D và chiều dài N (các thông số này được quy định trong quá trình khởi tạo). Phía thu, dữ liệu đi vào bộ giải đan xen sau khi đã thực hiện giải mã và tách bit. Luồng dữ liệu chậm đi vào bộ giải đan xen độc lập với luồng dữ liệu nhanh. Bộ giải đan xen sẽ sắp xếp lại các byte để tạo thành Reed Solomon để tiến hành hiệu chỉnh lỗi. Bộ giải đan xen có các thông số tương tự như bộ đan xen. - Tone order and Constellation Encoder( sắp xếp tone và mã hóa): Công nghệ này thực hiện trước khi vào bộ giải điều chế DMT, dữ liệu truyền đi bao gồm 2 luồng nhanh và chậm quá trình tách một số bit nhất định và ấn định chúng vào một tone (bin) nhất định gọi là sắp xếp tone. Quá trình mã hóa những bit được ấn định này thành những giá trị Zi cho mỗi bin được gọi là mã hóa tín hiệu. Khi sắp xếp tone thì số lượng bit ấn định cho mỗi bin cần phải được biết, thông tin này được quyết định trong thời gian khởi tạo sau khi phân tích bin. Số lượng bit trong một bin có thể là từ 2 đến 15 hoặc 0, khi số lượng cho mỗi bin đã biết thì quá trình sắp xếp tone sẽ được thực hiện như sau: 1. Tách N bit để truyền từ luồng nhanh và luồng chậm. 2. Sắp xếp các bit từ 1 đến N ưu tiên các bit ở luồng nhanh trước. 3. Thực hiện thuật toán sau trên các bit đã sắp xếp: For k =2 to 15 { while an unuse tone remains that has bi =k bits (Khi một xung còn lại không sử dụng có bi=k bit) { Find the lowest numbered tone that has bi = k bits (Tìm số xung nhỏ nhất có bi=k bit) } } Như vậy thuật toán trên gán các bit của luồng nhanh vào những tone mang ít bit hơn. Các bit từ luồng chậm thông thường được ấn định cho những tone mang nhiều bit hơn. Một tone có thể mang các bit của cả hai luồng nhanh và chậm. Thuật toán này được thiết kế nhằm giảm thiểu lỗi bit xảy ra. Khi có nhiễu xung trong một ký hiệu nó sẽ tác động lên hầu hết các bin DMT (nhiễu xung có giải tần lớn). Khi đó những tone mang nhiều bit khi giải mã có khả năng gặp nhiều lỗi hơn nhưng tone mang ít bit hơn. Bởi vậy, thông thường thì nhiễu xung gây nhiều lỗi trên luồng chậm hơn là trên luồng nhanh. Tại phía thu bit lỗi ở luồng nhanh sẽ dễ dàng sửa lỗi bởi FEC hơn, trên luồng chậm nhờ có kỹ thuật đan xen, các bit lỗi được trải ra nhiều từ mã khác nhau nên vẫn khắc phục được lượng lỗi bit nhiều hơn. Tuy nhiên, giả thiết ở đây nhiễu xung không xuất hiện thường xuyên. Sau khi ấn định các bit cho mỗi kênh con thì phải tiến hành mã hóa chòm cho các bit này, việc mã hòa là độc lập đối với mỗi kênh và số điểm trong chòm của mỗi tone phụ thuộc vào số lượng bit được ấn định cho tone đó (số điểm mã hóa từ 22 đến 215). Đầu ra của mã hóa chòm là một giá trị phức đưa vào thực hiện thuật toán IFFT. Hướng xuống có 256 bin nên tạo ra 256 giá trị phức, hướng lên tạo ra 32 giá trị phức, khối mã hóa chòm còn có chức năng điều chỉnh độ lợi kênh (gi) . Từ mỗi giá trị bi ( là số bit của mỗi tone) người ta ấn định cho một giá trị gi (các giá trị bi và gi được quyết định sau quá trình khởi tạo), chức năng này cân bằng xác suất xuất hiện lỗi trên mỗi kênh bằng cách điều chỉnh công suất phát (tăng hoặc giảm). Giảm công suất phát cho một kênh (không cần thiết phải duy trì công suất cao) không những hạn chế được công suất tổng của mà còn tránh để xảy ra hiện tượng làm việc trong chế độ phi tuyến tại mạch analog ở đầu thu. Các bin không sử dụng được sẽ có Zi = 0 (bi = gi = 0). - Constellation Decoder and Bit extraction (giải mã tín hiệu và tách bit): quá trình này hoàn toàn ngược lại với quá trình mã hóa tín hiệu ở đầu phát. Sau khi đã giải điều chế và cân bằng kênh, mỗi bin sẽ được giải mã riêng biệt sử dụng bộ giải điều chế QAM. Giải điều chế cho mỗi bin sử dụng bản đồ điều chế giống như đã sử dụng ở bên phát. Bin mà không sử dụng sẽ không phải giải mã. Việc giải mã các bit từ mỗi bin được gửi từ luồng nhanh hay luồng chậm, sẽ được làm ngược lại với quá trình sắp xếp tone. Quá trình này được gọi là giãn bit (bit extraction). - Modulation/ Demodulation (điều chế và giải điều chế): Đây là khối quan trọng nhất trong bộ phát. Cả bộ phát đường lên và đường xuống đều sử dụng điều chế DMT chỉ khác nhau ở số điểm được sử dụng để thực hiện thuật toán biến đổi IFFT (thuật toán biến đổi ngược Fourier nhanh). Khối điều chế có nhiệm vụ biến đổi các số phức trong miền tần số thành giá trị thực trong miền thời gian. ở đầu phát của ATU-C, 256 giá trị phức Zi sẽ phải kết hợp với 256 số phức liên hợp của nó Zi* để có thể tạo thành 512 số thực xk khoảng cách giữa các trung tâm của tone là 4,3125 KHz bắt đầu từ 4,3125 KHz cho đến 1,104 KHz. Trong 256 số phức Zi ứng với 256 tone thì có hai tone đặc biệt không mang dữ liệu đó là: Nyquist tone = 1,104 MHz và thành phần một chiều DC. Tương tự như vậy cho đầu phát của ATU-R biến đổi 32 số phức thành 64 số thực trong miền thời gian, khoảng cách giữa tâm các tone cũng là 4,3125 KHz bắt đầu từ 4,3125 KHz đến 138 KHz. Hình 2.20 sơ đồ bộ điều chế - Demodulation: Khối giải điều chế được thực hiện dựa trên thuật toán biến đổi Fourier nhanh (FFT). Trước khi thực hiện thuật toán này thì CP (cyclic preffix) được bỏ đi, sau đó biến đổi các giá trị thực thành các giá trị phức và loại bỏ các giá trị phức liên hợp. - Cyclic Preffix Block: khối này có nhiệm vụ giúp cho kênh trở nên tuần hoàn hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho cân bằng kênh trên miền tần số (FDQ), người ta gắn các ký hiệu này vào dữ liệu một cách tuần hoàn (CP) nhằm tránh hiện tượng ISI, bởi khi đó ISI chỉ xảy ra trên CP và phần này sẽ được loại bỏ ở phía thu . Hình 2.21 Gắn CP vào dữ liệu ở luồng xuống 32 mẫu CP được gắn vào 512 mẫu trên miền thời gian (L=32, N=512) ở các vị trí từ 480 đến 511 . Chuỗi đầu ra của bộ phát DMT bao gồm 544 mẫu là: x480,x481…………..x511,x511,x1,...........x63. Đối với đường lên CP dài 4 mẫu từ 60 cho đến 63 (L=4, N=64), bởi vậy chuỗi đầu ra ở luồng lên bao gồm 68 mẫu: x60x61…………..x63,x0,x1,...........x63 - Equalizer (TDQ và FDQ): Các bộ cân bằng nhằm mục đích khắc phục hiện tượng ISI. Mục đích của việc cân bằng và xử lý chuỗi tín hiệu truyền đi sao cho nó thích ứng với đặc tính của kênh. Điển hình trong loại TDQ là cân bằng hồi tiếp DFE. Để nâng cao hiệu quả trong bộ thu DMT ADSL còn sử dụng kết hợp cả FDQ. việc này rất thuận lợi vì chuyển đổi thời gian - tần số bằng biến đổi Fourier là bản chất trong các bộ thu phát ADSL. 2.2.3 Ghép kênh ADSL và thiết lập kết nối 1.Tổng quan về kênh trong ADSL ã Các kênh mang của ADSL Một kênh vật lý ADSL thông thường được tổ chức thành nhiều hơn một kênh logic hay kênh mang (bearer) và tốc độ kênh vật lý đó luôn lớn hơn tổng tốc độ của các kênh logic thành phần (do một số các yêu cầu về đường bộ dữ liệu) Các kênh logic này có thể được sử dụng để mang các loại thông tin khác nhau bao gồm: - Các kênh số liệu thông thường - Kênh nghiệp vụ EOC - Kênh mào đầu AOC - Một số bits chức năng khác Để đảm bảo khả năng đáp ứng một cách linh hoạt các dịch vụ, mỗi khung ADSL có thể được chia tối đa làm 7 kênh mang khác nhau cho cả khả năng truyền dẫn đơn hướng hoặc song hướng bao gồm: - 4 kênh mang một chiều hướng ( Downstream ): AS0,AS1, AS2,AS3 trong hệ Bắc Mỹ hay 3 kênh mang 1 chiều theo hệ Châu âu (Do tính phổ biến của công nghệ ADSL từ Bắc Mỹ nên trong đồ án này ta chỉ đề cập đến hệ này). Mỗi kênh mang một chiều lại có tốc độ giới hạn là bội của 1,563 Mbps, các kênh này thường được sử dụng để truyền dẫn tốc độ cao. Bảng giới hạn tốc độ kênh mang một chiều ADSL Kênh mang một chiều Tốc độ giới hạn Các giá trị của nx ASO no x 1,356 Mbps no= 0, 1, 2, 3 hoặc 4 AS1 n1 x 1,356 Mbps nl= 0, 1, 2, hoặc 3 AS2 n2 x 1,356 Mbps n2 = 0, 1, hoặc 2 AS3 n3 x 1,356 Mbps n2 = 0, hoặc 1 3 kênh mang hai chiều : LSO,LS1,LS2 Nhằm truyền số liệu cả hướng lên lẫn hướng xuống của đường truyền. Các kênh này có thể hoạt động ở chế độ song công như bình thường nhưng với tốc độ trên từng hướng thay đổi được. Do vậy cũng có thể được sử dụng ở chế độ đơn công bằng cách thiết lập tốc độ đối với hướng không sử dụng bằng 0. Và trong thực tế các kênh song công này thường được sử dụng để truyền hướng lên (Up Stream). Kênh LSO có tốc độ 16 Kbps đến 640 Kbps . Khi LSO có tốc độ 16 Kbps hoặc 64 Kbps thì gọi là kênh C đó là kênh bắt buộc mang các bản tin báo hiệu cho việc lựa chọn dịch vụ và thiết lập cuộc gọi. Kênh mang LS1 thường hoạt động ở tốc độ 160 Kbps và LS2 ở tốc độ 384 hay 576 Kbps. Các kênh logic nói trên có thể có tốc độ khác nhau và thay đổi được theo từng mức là bội số của 32 Kbps. Việc quy định tốc độ này nhằm giúp cho các modem có thể tương thích trong hoạt động. Mặt khác trong thực tế thì các tốc độ trên kênh vật lý hoàn toàn phụ thuộc vào những điều kiện cụ thể của đường truyền như ảnh hưởng của nhiễu do vậy việc phân loại như trên còn giúp cho nhà cung cấp dịch vụ ADSL có thể linh hoạt hơn trong việc tổ chức truyền dẫn tùy theo chất lượng đường truyền. Như vậy việc tổ chức các kênh logic tùy thuộc vào nhu cầu của khách hàng. Đặc biệt trong rất nhiều trường hợp khi hệ thống chỉ yêu cầu một kênh đơn hướng chiều lên và một kênh đơn hướng chiều xuống ( như dịch vụ Video on Demand over Telephoneline ) thì thông thường người ta sử dụng kênh ASO cho chiều Down stream và kênh LSO cho chiều Up stream. Mặc dù tốc độ số liệu trên đường truyền ADSL có thể thay đổi với các bước 32 Kbps, để tăng cường tính tương thích của các thiết bị giữa những nhà cung cấp khác nhau, diễn đàn ADSL đưa ra 4 cấp chuyển vận với các giới hạn về phương án sử dụng các kênh mang như bảng sau: Bảng các phương án lựa chọn kênh mang cho các cấp chuyển vận: Cấp chuyển vận 1 2 3 4 Các kênh mang một chiều Tốc độ tối đa (Mbit/s) 6,144 4,608 3,072 1,536 Các phương án lựa chọn 1,536 1,536 1,536 1,536 Chọn kênh mang (Mbit/s) 3,072 4,608 6,114 3,072 4,608 3,072 Số lượng kênh tối đa 4 ASO-AS3 3 ASO-AS2 2 ASO-AS1 1 ASO Các kênh mang hai chiều Tốc độ tối đa 640 608 608 176 Các phương án lựa chọn kênh mang (Kbit/s) 576 384 160 C(64) * 384 160 C(64) * 384 160 C(64) 160 C(16) Số lượng kênh tối đa 3 LSO-LS2 2 (LSO,LS1) or (LSO-LS2) 2 (LSO,LS1) or (LSO-LS2) 2 (LSO,LS1) or (LSO-LS2) ã Luồng nhanh (fast path) và luồng chậm (Interleaved path) Ngoài ra để đáp ứng những yêu cầu khác nhau về độ chính xác của thông tin thì ở mỗi bộ thu phát ADSL các kênh logic đều được tổ chức thành 2 luồng dữ liệu khác nhau là : Luồng nhanh (fast path) và luồng chậm hay luồng xen rẽ (Interleaved path). Các quá trình CRC, Scrambling là tương tự và độc lập cho mỗi luồng. Điểm khác nhau căn bản nhất của 2 luồng trên đó là ở luồng xen rẽ (Interleaved path) dữ liệu phải đi qua bộ xen rẽ ở phía phát và bộ giải xen rẽ ở phía thu để tăng độ an toàn cho thông tin nên tốc độ truyền bị chậm lại, trong khi đó ở luồng nhanh (fast path) do không có quá trình nói trên nên trễ truyền dẫn giảm hay nói cách khác là tốc độ trên luồng này cao hơn. Mỗi kênh logic có thể được gán vào một trong hai luồng nhưng không bao giờ đồng thời cho cả hai hay nói cách khác là mặc dù có thể cùng hoạt động nhưng các luồng này được gán các kênh logic khác nhau. Nhiều ứng dụng chỉ sử dụng một trong hai luồng này. 2.Cấu trúc khung ADSL Thông tin dữ liệu ADSL được phát giữa ATU-R và ATU-C được tổ chức thành các khung sau đó thành các đa khung (super frame). Một đa khung bao gồm 69 khung có các chức năng khác nhau. Khung số 0 mang thông tin kiểm soát lỗi ngay trước như mã CRC (Ryclic Redundancy Check) kiểm tra trên toàn bộ siêu khung xếp ngay trước nó, khung số 1 mang các bit chỉ định (ib-indocator bit) để kiểm soát đường truyền. Khung số 34 và 35 mang những bit chỉ định khác, ở cuối mỗi đa khung là một khung có chức năng đồng bộ cho cả đa khung mà không mang thông tin số liệu được gọi là Sync frame (sync symbol). Mỗi đa khung ADSL (supperframe) được truyền trong thời gian không đổi là 17ms gồm 69 khung thành phần chiếm những khoảng thời gian đều nhau Cấu trúc đa khung như trên là đồng nhất cho cả 2 hướng truyền dẫn ADSL (Up stream, Downstream) và được minh họa bởi hình sau: Khung 0 Khung 1 Khung 2 ….. Khung 34 Khung 35 … Khung Khung Khung Đồng bộ Các bit chỉ định khác Kiểm soát lỗi và các bit chỉ định Hình 2.22 Cấu trúc đa khung trong ADSL Mỗi khung thông tin ADSL (data frame) chiếm các vị trí từ 0 đến 67 trong đa khung có cấu trúc tương tự nhau và đều chứa một số byte dữ liệu xác định cho các kênh logic đang hoạt động trên cả luồng nhanh và luồng chậm. Các byte mào đầu (Overhead) cũng được chứa trong mỗi khung dữ liệu nhưng các mào đầu chức năng khác nhau nằm ở các khung khác nhau. Như vậy tốc độ của 1 khung thông tin (lưu ý rằng Sync frame không phải là khung thông tin) được tính bằng: fdataframe = Cấu trúc khung thông tin tổng quát được minh họa bởi hình vẽ sau: Fast Overhead Fast Data Fast Overhead Interleaved Overhead Interleaved Data Interleaved Overhead Phần dữ liệu nhanh phần dữ liệu xen rẽ Hình 2.23 Cấu trúc khung ADSL-DMT Không có một kích cỡ khung tuyệt đối vì ADSL có tốc độ thay đổi theo đường truyền. Tốc độ đường truyền lớn nhất sẽ tương ứng với các khung có kích thước lớn nhất. Việc tổ chức các kênh logic cũng rất linh hoạt, mỗi kênh logic được cấp một số bytes định trước thay đổi theo yêu cầu về dịch vụ và sau đó được đặt vào khung thông tin. Khi một kênh logic nào đó không được sử dụng thì số bytes cấp cho nó trong khung sẽ được đặt giá trị bằng 0 và khi ấy khung sẽ không dành chỗ cho kênh này. như vậy ta có thể thấy rằng phần thông tin chứa trong khung luôn luôn là một số nguyên bytes (bội của 8bits). Để ý rằng tốc độ của mỗi khung thông tin là 4 khz ta có tốc độ dữ liệu trong một kênh logic có thể xác định như sau: Rchannel :(Số bytes data/1frame)*(số bits/1 bytes)*(số dataframes/1s) = (số bytes data/1frame)* 8(bits/bytes)*4000(frames/1s) = (số bytes data/1frame)*32[kbps] Như vậy tốc độ của mỗi kênh logic (kênh sóng mang) là bội số của 32 Kbps và tỷ lệ với số bytes của kênh đó xuất hiện trong khung. Mỗi khung thông tin được chia thành 2 phần riêng biệt : Phần dữ liệu nhanh (không xen rẽ) mang thông tin và mào đầu được truyền trên luồng nhanh. Phần dữ liệu chậm (có xen rẽ) mang thông tin và mào đầu được truyền trên luồng xen rẽ. Như trên đã nói sự khác nhau cơ bản nhất của 2 luồng này là việc có hay không bộ xen và giải xen rẽ nhằm tăng chất lượng thông tin. Ngoài ra, việc mã hóa sửa lỗi trước FEC đối với 2 phần dữ liệu trên là khác nhau, ở luồng nhanh việc xây dựng từ mã hóa khối được tiến hành đối với từng khung trong khi ở luồng xen rẽ do đã thực hiện quá trình xen rẽ phức tạp có khả năng giảm lỗi cao và để trễ không quá lớn thì hệ thống chỉ tiến hành mã hóa khối đối với một nhóm khung định trước gọi là xây dựng từ mã của các khung ghép. Sau đây ta sẽ tìm hiểu cấu trúc cụ thể của 2 phần dữ liệu này: ã Phần dữ liệu nhanh (không xen rẽ) Cấu trúc phần dữ liệu nhanh đối với hướng lên và hướng xuống là khác nhau. Khung dữ liệu hướng xuống có thể chứa cả 7 kênh sóng mang AS, LS trong khi đó khung hướng lên chỉ có thể chứa tối đa 3 kênh sóng mang LS (vì các kênh đơn công AS không thể sử dụng cho hướng này). Hình 2.24 Cấu trúc luồng nhanh cho hai hướng của khung ADSL Ngoài phần thông tin của các kênh logic, trên luồng nhanh còn có thêm các byte mào đầu là: Byte LEX/AEX và fast byte. Sau đây ra sẽ tìm hiểu chức năng của chúng. Byte LEX và Byte AEX: Là các byte dữ liệu thêm vào của các kênh LS và AS cho luồng nhanh, chúng được sử dụng làm byte thông tin chèn thêm vào một kênh sóng mang nào đó trong luồng khi cần thiết nhằm cân bằng tốc độ kênh đó với tốc độ cần truyền tải. Byte AEX chỉ tồn tại trong luồng nhanh nếu có tối thiểu 1 kênh AS sử dụng luồng nhanh. Byte LEX tồn tại trong luồng nhanh nếu có tối thiểu 1 kênh (AS hay LS) sử dụng luồng nhanh. Như vậy luồng nhanh trên hướng Downstream có thể được chèn thêm tối đa 2 bytes dữ liệu khi sử dụng cả 2 byte AEX, LEX trong khi luồng nhanh trên hướng Upstream chỉ có thể được chèn thêm tối đa 1 byte dữ liệu khi sử dụng byte LEX vì byte AEX ( hay các kênh AS) không xuất hiện trên hướng này. Quá trình chèn thêm bytes dữ liệu này chỉ có thể thực hiện tối đa một lần ở kênh sóng mang nào đó trong luồng và được điều khiển bởi phần thông tin điều khiển đồng bộ SC trong fast byte. Tuy nhiên lưu ý rằng đối với kênh AS thì có thể thực hiện thêm cả 2 bytes AEX, LEX hoặc 1 byte AEX còn đối với kênh AS thì chỉ được thêm tối đa 1 byte LEX. Fast byte: là viết tắt của byte đồng bộ luồng nhanh (fast path synchronization), nó luôn được xuất hiện trong luồng nhanh ngay cả khi không có một kênh sóng mang nào đó được truyền tải. Fast byte có thể thực hiện 1 trong 4 chức năng sau đây: - Mang CRC cho kiểm tra cho đa khung. - Mang các bit chỉ thị ib (indicator bits). - Mang kênh nghiệp vụ nhúng EOC (embedded operations channel) . - Mang thông tin điều khiển đồng bộ SC (Synchronization control) điều khiển việc chèn thêm hay xóa bớt byte để đồng bộ. Cấu trúc byte nhanh cho tất cả các khung ADSL: Trong khung O: Fast byte mang 8 bits thông tin CRC kiểm tra trên toàn bộ đa khung xếp ngay trước đó. Trong các khung 1, 34, 35: Fast byte mang các bit chỉ thị ibs (indicator bit). Có 24 bit khác nhau (chứa trong 3 fastbyte) trong đó chức năng của một số bit đã được định nghĩa còn lại là bit để dành. Các ibs thể hiện thông tin trao đổi giữa các ATU ở 2 phía cho biết những bất thường xảy ra trong siêu khung kế trước đó bao gồm: Lỗi CRC có xảy ra trong luồng nhanh/ chậm của đa khung liền trước không? Mã FEC có phải sửa lỗi cho byte nào trong luồng nhanh/ chậm của đa khung liền trước không? Lỗi mất tín hiệu (LOS) có xảy ra hay không? Lỗi đầu ra (xuất hiện khi 2 khung đồng bộ liên tiếp được thu sai) có xảy ra không? Đặc biệt khi có các tế bào ATM được truyền trên ADSL (ATM over ADSL) thì các bit chỉ thị còn có các chức năng phụ như phát hiện lỗi trong byte mào đầu của tế bào ATM hay xác định thời điểm kết thúc tế bào có chính xác trên luồng nhanh/ chậm. Ngoài ra, ở chế độ này còn có 4 ibs được sử dụng mang thông tin cần thiết nhằm thực hiện việc tái tạo đồng hồ mạng NTR (network timing reference) của ATU-C tại ATU-R. Trong các khung 2 đến 33 và 36 đến 67: Fast byte hoặc mạng kênh EOC hoặc mạng thông tin điều khiển đồng bộ SC tùy theo yêu cầu. Chúng được phân biệt với nhau theo bit cuối cùng LSB của fastbyte đó. Các fastbyte được sử dụng để truyền bản tin EOC thì có LSB được đặt bằng trong khi các fastbyte để truyền thông tin điều khiển đồng bộ SC thì lại có LSB được đặt bằng 0. Chức năng bản tin EOC: Một bản tin EOC gồm 13 bits chia làm 5 trường luôn được bắt đầu trong fastbyte của khung chẵn và tiếp tục trong fastbyte của khung lẻ kế tiếp: Các bit EOC được mang cùng với các bit dữ liệu của người sử dụng nên gọi là kênh nghiệp vụ nhúng, chúng được sử dụng để mang các thông tin bảo dưỡng in-service và out-of-service giữa ATU-C và ATU-R. Nhờ bản tin này mà ATU-C có thể đọc được trạng thái của ATU-R (nhà sản xuất, số phiên bản, mã số thiết bị) và các thông số giám sát chất lượng kênh truyền dẫn (suy hao, kết quả quá trình tự kiểm tra, dự phòng SNR, cấu hình...). Bản tin EOC thông thường chỉ được phát đi từ ATU-C (do quan hệ giữa ATU-C và ATU-R là quan hệ "chủ-tớ". Giao thức thông tin của EOC làm việc theo nguyên tắc "phát bản tin/tạo tiếng vọng trả lời" được thực hiện theo cách sau: ATU-C gửi bản tin yêu cầu 3 lần liên tiếp tới ATU-R. Nhận được đủ 3 bản tin giống nhau liên tiếp này, ATU-R sẽ phản hồi chính các bản tin đó (cho) tới ATU-C để ATU-C xác nhận chắc chắn ATU-R đã nhận được yêu cầu của mình. Khi ATU-C yêu cầu ATU-R thực hiện quá trình "tự kiểm tra" thì ATU-R sẽ tiến hành và lưu giữ kết quả trong bộ nhớ của nó. ATU-C có thể đọc được kết quả này nếu nó gửi tiếp một bản tin yêu cầu đọc bình thường khác cho ATU-R và được chấp nhận. Khác với các bản tin nói trên chỉ được gửi khi có yêu cầu từ ATU-C chuyển đến ATU-R, hệ thống còn hỗ trợ thêm một bản tin EOC đặc biệt gọi là "Dying gasp" được ATU-R tự động thiết lập và gửi cho ATU-R khi mất nguồn điện cấp cho ATU-R (lúc đó ATU-R sẽ đặt giá trị bit thứ 5 trong bản tin EOC này bằng O). Bits Mô tả Giải thích 1,2 Trường địa chỉ 00-địa chỉ ATU-R 01, 10 - không sử dụng 11 - địa chỉ ATU-C 3 Dữ liệu/ mã lệnh 0 - Dữ liệu (sử dụng cho việc ghi đọc) 1 - Mã lệnh 4 Byte lẻ/ byte chẵn Dùng cho mô tả byte liên tiếp 5 Trường bản tin tự động Đặt bằng 0 bởi ATU-R để phát bản tin "dying gasp" 6đ13 Trường thông tin Dữ liệu hoặc mã lệnh Khuôn dạng bản tin EOC Chức năng bản tin SC: Điều khiển việc chèn thêm hay xóa bớt một số byte. Thông tin vào các kênh logic AS, LS của luồng khi cần thiết để hiệu chỉnh tốc độ kênh đó. Việc thực hiện chèn thêm hay xóa bớt byte này chỉ thực hiện tối đa một lần ở một kênh nào đó trong luồng. Quá trình chèn tức là thêm vào kênh đó các byte AEX/ LEX như đã nói trên còn quá trình xóa là cho phép loại bỏ đi một byte nào đó khi có yêu cầu. như vậy một kênh AS được chèn tối đa 2 bytes (AEX và LEX) hoặc xóa 1 byte trong khi một kênh LS chỉ được chèn, xóa tối đa 1 byte. Khuôn dạng byte SC được minh họa bởi hình vẽ s