Đồ án Công nghệ ADSL2+ và ứng dụng

u 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. Điểm QAM16 Điểm QAM4 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 900. 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 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. Cosin wave generator Sin wave generator Received waveform I branch Q branch Intergrate Intergrate Find Closet point D E A 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 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): 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 fn Output wavefom 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. 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 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 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, 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) 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 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 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 RF byte Siêu khung (17 ms) Các byte NF 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 byte khung dữ liệu ghép, điểm 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 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) Frames 2-23, 36-67 Synch Control lsb crc5 crc4 crc3 crc2 crc1 crc0 crc6 crc7 ib13 ib12 ib11 ib10 ib9 ib8 ib14 ib15 eoc4 eoc3 eoc2 eoc1 r1 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 3.10 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 KI Ghép khung dữ liệu điểm (A) Byte 1 Byte BI (AS0) Byte BI (AS0) Byte BI (AS1) Byte BI (AS2) Byte BI (AS3) Byte BI (LS1) Byte BI (LS2) Byte AI Byte LI Ghép khung dữ liệu # 0 Ghép khung dữ liệu # 1 Các byte KI Các byte KI Ghép khung dữ liệu # S-1 Các byte FEC Các byte K1 Các byte R1 Khung dữ liệu đầu ra FEC # 0 Khung dữ liệu đầu ra FEC #1 Khung dữ liệu đầu ra FEC # S-1 Các byte NI Các byte NI Các byte NI Hình 3.12 Tạo khung đường xen 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 Nếu tín hiệu được chỉ thị chèn vào hàng đợi Nếu tín hiệu không được chỉ thị chèn vào hàng đợi Frame 0 Synch Control aoc msb 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) 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. I/F TPS-TC #1 I/F PMS-TC PDM PMD PDM PMS-TC TPS-TC#1 TPS-TC #1 I/F TPS-TC#0 TPS-TC #0 I/F MPS-TC MPS-TC ATU-C ATU-R Giao diện OAM NTR Giao diện OAM NTR Giao diện ứng dụng Giao diện ứng dụng γc α δc U δR β γR TPS-TC #0 I/F 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). 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 γR và γC. 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, γR và γC 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 định Giao thức truyền dẫn (ví dụ ATM) Không xác định Giao thức truyền dẫn (ví dụ ATM) Phương tiện vật lý Giao diện người sử dụng Giao diện nội bộ α δC δR β γC γR LT ATU-C ATU-R NT1, AT1/2 Giao diện nội bộ LT S/T U TPS-TC PMS-TC PMD TPS-TC PMS-TC PMD 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 δC δR 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. User Terminal S/T User Terminal S/T U-C U-R DSL V CO Network (Optional) ATU-C ATU-C NT AN 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. + 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) PPP AAL5 AAL2 IP ATM Network xDSL Physical Layer PPP AAL2 AAL5 IP ATM Customer Pmise Baseand POTS VoIP VoATM Channelied VoDSL POTS Hình 3.18 CVoDSL sử dụng các kênh từ băng tần lớp vật lý để truyền các đường thoại TDM 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 ADSL (Hình 3.21). Ở phía thu, lớp con IMA nhận các tế bào ATM từ nhiều lớp vật lý ADSL và cấu trúc lại luồng ATM ban đầu. IAM Group phy phy phy phy phy phy IAM Group Link 1 Link 0 Link 2 Hình 3.21 Chức năng của IMA phía thu và phía phát Lớp con IMA xác định khung IMA, các giao thức và các chức năng quản lý sử dụng để thực hiện các hoạt động trên khi lớp vật lý suy giảm (lỗi bit), mất đồng bộ và có độ trễ khác nhau. Để hoạt động được dưới các điều