Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
CHƯƠNG 3 ADSL
I. TỔNG QUAN VỀ ADSL
ADSL là kỹ thuật truyền thông băng rộng sử dụng đường cáp đồng điện thọai sẳn có
tại nhà khách hàng để truy nhập internet tốc độ cao. Khái niệm ADSL xuất hiện từ
năm 1989 tại Mỹ, ADSL bắt đầu thử nghiệm vào năm 1995 và phát triển đến nay.
ADSL truyền dữ liệu có tốc độ của luồng dữ liệu xuống (downsttream) nhanh hơn tốc
độ truyền của luồng dữ liệu lên (upstream).
1. Đặc Điểm ADSL
- Internet và voice/fax cùng đi chung trên một đôi cáp điện thọai nhưng hai
luồng tín hiệu gồm : dữ liệu và thọai truyền đi riêng biệt không chồng lấn nhau,
không làm ảnh hưởng đến các dịch vụ điện thọai đã có như: hộp thư thọai, hiển thị số
máy gọi đến, chờ cuộc gọi . . .
- ADSL cho kết nối internet nhanh gấp 160 lần kiểu kết nối modems analog
chuẩn V90/56kbps.
- Kết nối theo kiểu thường trực (always on), vì thọai và dữ liệu truyền riêng lẻ
nhau, khi kết nối truy nhập internet thường trực nhưng không làm bận hay gián đọan
cuộc gọi đến trên đường dây điện thoại. Không sử dụng kết nối, giải tỏa, bị tín hiệu
bận hoặc bị mất thời gian trong quá trình mở trình duyệt truy nhập internet.
- Sử dụng đầy đủ tốc độ của đường kết nối. Nếu tốc độ của đường ADSL là
1.5Mbps thì người dùng sử dụng đủ tốc độ kết nối internet 1.5Mbps. Chia sẽ băng
thông với nhiều users khác nhau nhưng không làm giảm tốc độ truyền.
Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
22
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
- Có độ tin cậy cao, thậm chí trong trường hợp mất nguồn thì ta vẩn có thể gọi
điện thọai bình thường.
- Có tính bảo mật, an tòan dữ liệu. Đây là một ưu điểm nỗi trội của ADSL mỗi
- Xuyên kênh của đường cáp lớn sang đường cáp nhỏ.
- Càng nhiều đường dây ADSL càng tăng xuyên kênh.
- Xuyên kênh tăng theo tần số.
Xuyên kênh được chia làm hai lọai: xuyên kênh đầu gần (NEXT: Near End
Crosstalk) và xuyên kênh đầu xa (FEXT: Fax End Crosstalk).
- NEXT: xảy ra khi bộ thu DSL bị nhiễu từ tín hiệu DSL khác trên cùng đầu cáp.
NEXT sẽ rất trầm trọng nếu tín hiệu của hai hướng truyền có cùng dãy tần số. vì thế
trong ADSL để hạn chế Next ta dùng tần số downstream khác tần số upstream.
- FEXT: xảy ra khi bộ thu DSL bị nhiễu từ tín hiệu DSL khác từ phía đầu cáp ở xa.
NEXT sẽ rất trầm trọng nếu tín hiệu của hai hướng truyền có dãy tần số khác nhau.
- Ảnh hưởng của NEXT và FEXT
Trong một số trường hợp, modem1 nhận được một số tín hiệu từ modem2 do nhiểu
crosstalk giữa hai đôi cáp 1 và 2.
Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
24
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
Đường dây điện thọai bị ảnh hưởng nhiểu từ các nguồn tín hiệu Radio
Đường dây điện thọai bị xâm nhập nhiểu sóng điện từ hay nhiểu tín hiệu điện các
nguồn khác như: Sóng radio phát thanh, động cơ điện, sét, đèn hùynh quang . . . tín
hiệu nhiểu này sẽ làm suy giảm tín hiệu DSL truyền trên đường dây điện thọai.
Ảnh hưởng của cuộn tải (load coil): tác dụng của cuộn tải là khử dung kháng
trên các đường dây thuê bao dài. Cuộn tải làm tăng suy hao với tín hiệu tần số cao. Vì
thế tín hiệu DSL không truyền qua được trên đường dây thuê bao có cuộn tải, nên
phải gỡ bỏ cuộn tải.
- Theo kỹ thuật Echo Cancellation (overlapped spectrum)
Trong đó kỹ thuật FDM có ưu điểm hơn như sau:
- Không cần dùng đến bộ lọc Echo vì echo không làm ảnh hưởng trong luồng dữ
liệu lên ADSL do băng tần của luồng này thì tai nghe không nhận ra được.
- Nhiểu NEXT thì không ảnh hưởng, vì dãy tần số thu và phát riêng biệt nhau.
II. KỸ THUẬT MÃ HÓA ĐƯỜNG DÂY (điều chế)-TRUYỀN TÍN HIỆU ADSL
1. Mã Đa Tần Rời Rạc DMT (Discrete Multi-Tone).
Modems ADSL sử dụng kỹ thuật điều chế DMT để truyền dữ liệu với tốc độ bit
nhanh và độ ổn định cao. DMT là kỹ thuật điều chế đa sóng mang (multi-carrier
modulation) với việc chia phổ tần số (băng tần) tín hiệu gốc ngõ vào thành 256 kênh
nhỏ, với mỗi kênh 4Khz và gọi là Bins hay Tones. Trong mỗi kênh (mỗi tones) điều
chế một cách riêng biệt dùng từ 0 đến 15 bit/symbol/Hz, vì vậy cho phép điều chế tối
đa 60kbps trong một kênh. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
27
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
- Với tần số thấp, sợi cáp đồng cho suy hao (attenuation) thấp nhưng SNR cao.
Nhưng với đặc tính này của sợi cáp đồng thì kỹ thuật điều chế dùng từ 10 bps/Hz trở
lên sẽ làm giảm giá trị SNR. Hơn nữa, nếu SNR của kênh phụ quá xấu thì kênh phụ
đó sẽ bị lọai bỏ.
- Gán Bits per second (bps) cho kênh phụ: theo đặc tính trên thì việc sử dụng bao
nhiêu bits trong điều chế của kênh phụ, là tùy thuộc vào đặc tính của đường cáp bằng
cách dùng kỹ thuật đàm phán thông qua việc gửi trước bits thông tin. Trước hết
Modems sẽ kiểm tra tòan bộ đường cáp. Tùy theo đặc tính có được của đường cáp mà
modem xác định số bits điều chế tương ứng cho mỗi kênh phụ.
DMT CAP
Ưu điểm: Kỹ thuật đơn giản dễ hiểu, thích ứng tốc độ.
Nhược điểm:
- Không dùng sóng mang truyền đi nên năng lượng suy giảm nhanh trên đường
truyền
- Khó xác định góc pha, đầu thu phải có bộ xác định điểm tín hiệu.
3. G.Lite.
G.Lite cũng giống với kiểu điều chế DMT của ADSL, nhưng trong điều chế thì
G.Lite dùng số kênh phụ ít hơn DMT, G.lite dùng 128 kênh nên phổ tần số của G.lite
Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
29
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
hẹp hơn (550kHz cho G.lite, còn DMT dùng 1.1MHz). Như vậy G.lite có ưu điểm là
ít phức tạp hơn DMT.
Do điện thọai và ADSL sẽ dùng chung đường cáp điện thọai nên việc nhất đặt máy
địên thọai sẽ gây ra nhiểu trong modem ADSL và tín hiệu của ADSL cũng có thể
nhiểu sang nghe trong máy điện thọai. Để khắc phục thì trong G.lite sẽ lắp thêm thiết
bị lọc tần số thấp (micro-filter or low-pass-filter) phía trước máy điện thọai khách
hàng dùng ADSL.
4. Các phương pháp truyền dẫn song công
Hầu hết các dịch vụ DSL đòi hỏi hai chiều (song công) trong việc truyền dữ liệu. Các
modem DSL sử dụng các phương thức song công để tách biệt các tín hiệu trên các
hướng ngược nhau.
Có 4 phương thức song công khác nhau:
- Song công 4 dây
- Triệt tiếng vọng
- Song công phân chia theo thời gian
- Song công phân chia theo tần số
Trong đó, phương thức song công triệt tiếng vọng và song công phân chia tần số
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
Trong đó:
¾ ATU-C: ADSL Transceiver Unit (modem) tại CO (central Office) đầu cuối
điểm truy nhập của mạng.
¾ ATU-R: ADSL Transceiver Unit (modem) tại đầu cuối xa (remote end) phía
khách hàng.
¾ Splitter- C: Splitter tại đầu cuối điểm truy nhập (central office end).
¾ Plitter- R: Splitter tại đầu cuối phía khách hàng (remote end).
¾ U-C: giao tiếp mạch vòng (loop interface) đầu cuối điểm truy nhập (central
office end). U-C2 giao tiếp không thọai.
¾ U-R: giao tiếp mạch vòng (loop interface) tại đầu cuối phía khách hàng. U-R2
là giao tiếp không có thọai.
¾ SM: Service module, có thể là PC, router hay data switch.
¾ V-C: giao diện điển truy nhập và mạng dữ liệu.
¾ T-R: giao tiếp giữa AUT-R với mạng trong nhà thuê bao.
¾ T-S giao tiếp mạng trong nhà thuê bao với máy chủ của khách hàng.
2. Mô hình tham chiếu ATU-x
Mô hình tham chiếu ATU-x phụ thuộc vào giao thức thức truyền (transport protocol)
được sử dụng là ATM hay STM, nó còn phụ thuộc vào hướng truyền (AUT-R sẽ theo
AUT-C). AUT-C và AUT-R được cấu hình để chuyển vận (transport) bits đồng bộ
STM hoặc chuyển vận cell ATM
Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
32
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
2.1. Mô hình chuẩn truyền tải của ATU-C
Giao tiếp ADSL có thể thực hiện nhiều hơn việc hỗ trợ vòng bits hai chiều cho khách
hàng dù đây chỉ là một tùy chọn. Cũng như hầu hết các phương tiện chuyển vận khác
kbps (có thể dùng bội số khác 32 kbps). ADSL thiết lập bốn kênh truyền tải đơn
công cho chiều downstream có tốc độ là bội số của 48x32 kbps = 1536 kbps. Các
tốc độ có thể là 1536 kbps, 3072 kbps, 4608 kbps và 6144 kbps.
¾ Các kênh truyền tải song công có thể truyền tải một kênh điều khiển (control
channel). ADSL không hạn chế các kênh truyền tải, không có tốc độ tối đa cho
các kênh truyền tải mà chỉ có giới hạn phụ thuộc vào dung lượng của tòan bộ kết
nối ADSL.
¾ Các hệ thống ADSL phải hỗ trợ tối thiểu là kênh AS0. Hiện nay cấu trúc và tốc
độ ADSL vẫn là cố định.
b. Cấu hình chuyển vận dữ liệu ATM
Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
34
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
Hệ thống ADSL chuyển vận ATM hỗ trợ hai kênh ATM0 và ATM1. ATM0 luôn
được hỗ trợ trong khi ATM1 là kênh lựa chọn thứ 2 cho phép hỗ trợ kép.
Trong trường hợp ATM hỗ trợ đơn thì kênh truyền đơn công AS0 cho chiều
downstream (ATU-C) và kênh truyền song công LS0 cho chiều upstream (ATU-R).
Trong trường hợp hỗ trợ kép thì việc chọn kênh dịch vụ ATM tùy thuộc vào lọai dịch
vụ hay loại ứng dụng.
¾ Một điều cần lưu ý nữa của chuyển vận ADSL là có tùy chọn hỗ trợ chuyển vận
các cell ATM theo chiều downstream. Các cell ATM có độ dài cố định 53 byte (53
octet). Mỗi cell ATM bao gồm một header 5 octet và một payload 48 octet. Thông tin
được truyền tải trong phần payload 48 octet theo quy tắc ATM Adaption Layer 1
(AAL1). AAL xác định dạng thông tin trong vùng payload của cell ATM. Với AAL1
hỗ trợ tốc độ bits không đổi (CBT: Constant Bit Rate) và độ trể ổn định qua mạng với
các kết nối giữa hai đầu. AAL1 gồm 1 octet dùng cho overheaded và 47 octet còn lại
để chuyển thông tin của người sử dụng. AAL1 là cách dể dàng và đơn giảng nhất để
thực hiện các cell ATM giống như các kênh số liệu truyền thống. Khi ADSL được sử
a. Dạng khung trong mode full overhead
Khung này cho phép đồng bộ bảy kênh chuyển vận “ASx và LSx”. Việc đồng bộ
trong ADSL với luồng dữ liệu vào được thực hiện bằng bộ điều khiển đồng bộ.
b. Dạng khung trong mode reduced overhead
Mode này sử dụng khi thiết bị ADSL không cần dùng chức năng đồng bộ. Mode này
hòan tòan giống với full overhead ngọai trừ việc điều khiển đồng bộ.
c. Overhead và tốc độ bit của hệ thống ADSL
Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
36
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
Việc xác định tốc độ bit của hệ thống ADSL gồm:
- Tốc độ dữ liệu truyền trên các kênh ADSL
- Overhead của hệ thống ADSL
Overhead của hệ thống ADSL gồm có:
- Kênh EOC điều hành ADSL
- Kênh AOC điều khiển ADSL
- Các Bytes kiểm tra lỗi CRC
- Những bit chỉ thị dùng cho điều hành bảo dưỡng OAM
- Những byte dự phòng FEC
d. Cấu trúc khung (Frame structure)
Một siêu khung (đa khung) dữ liệu dòng xuống được truyền trong 17msec. Mỗi siêu
khung bao gồm 68 khung dữ liệu và 01 khung đồng bộ .
Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
37
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
Mỗi khung dữ liệu bao gồm 2 phần:
overhead. Các khung khác gồm khung 2 đến khung 33 và khung 36 đến khung 67
cũng có truyền các thông tin overhead của kênh EOC và điều khiển đồng bộ. Tất cả
các thông tin này được truyền tải ở vị trí byte fast data của mỗi khung trong đa khung
ADSL. Phần overhead của fast data có cấu trúc khác nhau tùy theo khung chẳn hay
khung lẽ.
¾ Cấu trúc các bits này trong byte dữ liệu được minh họa như sau:
Fast byte:
Tám bit trên đa khung ADSL được dùng cho CRC của bộ đệm dữ liệu nhanh và 24
bits chỉ thị (ib0-ib23) được dùng cho chức năng OAM. Byte “fast” của bộ đệm mang
thông tin CRC, EOC hay bits đồng bộ.
Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
39
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
Sync byte
Tám bit trên đa khung ADSL sẽ dùng cho CRC của bộ đệm dữ liệu xen kẽ (interlead
date buffer) là CRC0-CRC7. “sync byte” byte đồng bộ của bộ đệm dữ liệu xen kẽ
chứa các bit kiểm tra CRC trong khung 0 của đa khung trước đó. “Sync byte” của các
khung còn lại (khung 1- 67) dùng điều khiển đồng bộ cho các kênh trong bộ đệm dữ
liệu xen kẽ hoặc dùng để truyền kênh điều khiển AOC trong ADSL. QUI CHUẨN KÊNH TRUYỀN & PHÂN LOẠI CHUYỂN VẬN TRONG ADSL
ADSL truyền tải theo khung. Dòng dữ liệu được chia thành 2 loại kênh: kênh đơn
công 1 chiều ASx; ( x= 0,1,2,3 ) cho hướng xuống downstream và kênh song công 2
chiều LSx ; ( x = 0,1,2 ) cho cả hai hướng downstream và upstream .
Tất cả các kênh có thể được truyền đồng thời. Mỗi kênh có tốc độ nguyên lần của
32Kbps, cụ thể như sau:
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
4. Điều Hành và Bảo Dưỡng ADSL (OAM)
Giao diện ADSL hỗ trợ 3 phương pháp cho việc trao đổi thông tin họat động của
lớp vật lý giữa ATU-C và ATU-R
- Ghi kênh họat động EOC
- Điều khiển màu đầu ADSL AOC
- Các bit chỉ thị.
4.1. Kênh điều hành EOC (Embedded Operations Channel)
Kênh eoc (eoc1 . . . eoc13) là kênh truyền lần lượt trong khung ADSL để thực hiện
chức năng OAM. ATU-C gửi lệnh đến ATU-R và ngược lại ATU-R gửi đáp ứng lệnh
lại ATU-C trên kênh eoc.
AUT-R ghi các thông tin về nhà sản xuất, cấu hình hiện tại của ATU-R, kết quả tự
test của ATU-R, thông số đường dây, thông số nhiểu . . . ATU-C đọc nội dung trên
thanh ghi của ATU-R để kết nối với ATU_R qua kênh EOC, đồng thời qua kênh
EOC thông báo cho ATU-C biết ATU-R bị mất nguồn.
EOC thực hiện thông qua các bit trong “fast byte” của những khung từ khung 2 đến
khung 32 và từ khung 36 đến khung 67 trong một siêu khung. Khung EOC có 13 bit
trong đó 5 bit header và 8 bit mang thông tin, thông tin truyền trong kênh EOC là các
byte lệnh hay các byte phản hồi lệnh từ ATU-R.
Kênh eoc gồm:
Trường địa chỉ: dùng hai giá trị nhị phân sau:
- 11: Địa chỉ của ATU-C
- 00: Địa chỉ của AUT-R
- 01 hoặc 10: dùng cho tương lai
Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
43
được yêu cầu ngưng từ ATU-C hoặc nhận được bản tin NOTEND hay trở lại
bình thường.
Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
44
Email:
Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL
¾ NOTEND: Bản tin báo lưu ý ATU-C ngưng gửi CRC đến ATU-R.
¾ SLFTST: bản tin yêu cầu ATU-R tự test. Kết quả test được ATU-R lưu vào
thanh ghi. Sau đó ATU-C đọc kết quả từ thanh ghi của ATU-R.
¾ WRITE: Yêu cầu ATU-R lưu dữ liệu về : trạng thái của giao thức, dữ liệu nhận
được, rồi lưu dữ liệu vào thanh ghi bởi opcode.
¾ READ: Yêu cầu ATU-R đọc dữ liệu về : trạng thái của giao thức, dữ liệu đọc
được từ thanh ghi bởi opcode và truyền nó đến ATU- C.
¾ EOD (end of date): Cho biết ATU-C đã hòan thành việc gửi dữ liệu đến ATU-R
hay ATU-R yêu cầu ATU-C gửi bản tin kế tiếp.
¾ NEXT: Bản tin được gửi liên tục bởi ATU-C khi ATU-C đọc dữ liệu từ thanh
ghi của ATU-R.
4.4. Thực hiện giám sát trong ADSL
a. Giám sát đường dây ADSL: Thực hiện giám sát bởi các bộ counters trong hệ thống
ADSL.
¾ Giám sát mất khung
¾ Giám sát mất đường truyền kết nối
¾ Giám sát mất tín hiệu
¾ Giám sát mất nguồn
¾ Giám sát lỗi
¾ Giám sát khôi phục lỗi
¾ Giám sát trạng thái không sẳn sàng làm việc.
b. Giám sát kênh ADSL
¾ Nhận dữ liệu (encode Block)
¾ Truyền dữ liệu
nào mà ta muốn kết nối
ADSL có thể tải dữ liệu về với tốc độ tới
8Mbps.Rất nhiều dịch vụ ADSL sử dụng
tốc độ trên dưới 512kbps
ISDN chạy ở tốc độ cơ sở 64kbps hoặc 128kbps
ADSL cho phép ta lướt trên Internet trong
khi vẫn có thể thực hiện cuộc gọi đồng thời
PSTN ngắt truy nhập tới Internet khi chúng ta
thực hiện cuộc gọi
ADSL không tính cước nội hạt.
Tính cước nội hạt
ADSL là không thể đo và được tính tiền
theo tỷ lệ cố định
Dùng bao nhiêu, trả bấy nhiêu. Cấu trúc
cước theo lưu lượng sử dụng (hoặc theo
thời gian sử dụng).
Tính cước theo thời gian
Không hạn chế số người sử dụng khi chia sẻ
kết nối Internet trong mạng
Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III
46
Email:
Copyright: Tài liệu đại học ©