ADSL Đặng Quốc Anh

95
Chương 3:

ADSL

3.1 Tổng quan về ADSL

3.1.1 Khái niệm về ADSL

Dòch vụ ADSL cung cấp một số kênh truyền tải khác nhau với sự kết hợp một số
dòch vụ khác:
- dòch vụ ADSL trên cùng một đôi dây với dòch vụ dải tần thoại (bao gồm
POTS và các dòch vụ truyền số liệu dải tần thoại). Tín hiệu ADSL chiếm dải
tần số cao hơn dải tần thoại và được tách ra bởi các bộ lọc,
- dòch vụ ADSL trên cùng một đôi dây với dòch vụ ISDN. Tín hiệu ADSL
chiếm dải tần số cao hơn dải tần thoại và được tách ra bởi các bộ lọc,
- dòch vụ ADSL trên cùng một đôi dây với dòch vụ dải tần thoại (bao gồm
POTS và các dòch vụ truyền số liệu dải tần thoại) và với dòch vụ ISDN với
đôi dây bên cạnh.
Theo chiều từ mạng tới phía khách hàng (chiều downstream) các kênh truyền tải
có thể bao gồm các kênh truyền tải song công tốc độ thấp và các kênh truyền tải đơn
công tốc độ cao. Trong chiều ngược lại upstream ADSL chỉ cung cấp các kênh truyền tải
tốc độ thấp.
Hệ thống truyền dẫn được thiết kế để hoạt động trên cáp kim loại xoắn đôi nhiều
cỡ dây hỗn hợp. Kỹ thuật truyền tải ADSL được xây dựng dựa trên điều kiện không có
cuộn tải và có một vài trường hợp hạn chế của các nhánh rẽ được chấp nhận.

3.1.2 Mạng ADSL


Router
ATM
Switch
Access Node
M
U
X
ADSL n
ADSL 1
ADSL 1
ADSL n
New
Services
POTS 1
New
Services
POTS n
Customer 1
Customer n
Central Office
POTS n
POTS 1
Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai

96
Công nghệ ADSL không chỉ đơn thuần là một cách download nhanh các trang
web Internet về máy tính cá nhân ở gia đình mà ADSL là một phần trong một kiến trúc
nối mạng tổng thể hỗ trợ mạnh mẽ cho các người sử dụng dân dụng và doanh nghiệp
nhỏ tất cả các dạng dòch vụ thông tin tốc độ cao. Ở đây dòch vụ thông tin tốc độ cao có
nghóa là thông tin có tốc độ dữ liệu từ 1 hay 2 Mbps trở lên. Hình 3.1 minh hoạ mạng

nội hạt. Trong trường hợp điển hình là các server cung cấp dòch vụ truy xuất Internet, các
server work-at-home (corporate Intranet), server video-on-demand hay ngay cả server
cung cấp dòch vụ quảng cáo, cung cấp thông tin. Lưu ý rằng việc truy xuất những dòch vụ
này có thể là TCP/IP hay ATM và đều được ADSL hỗ trợ. Hình 3.4 So sánh CPE của G.DMT và G.Lite

3.1.3 Các thành phần thiết yếu của ADSL

ADSL là một kiến trúc mạng hoàn chỉnh. Như đã nói ở trên, ADSL không chỉ là
một cách để truy xuất nhanh các trang web Internet mà ADSL còn là một phương tiện hỗ
trợ mạnh mẽ các dòch vụ số liệu tốc độ cao cho người sử dụng ở gia đình cũng như
doanh nghiệp nhỏ. Những dòch vụ này được cung cấp dưới một môi trường cạnh tranh và
rất phong phú từ lónh vực giáo dục cho tới lónh vực tài chính. Hình 3.5 mô tả chi tiết hơn
một bộ ADSL Terminal Unit-Remote (ADSL ATU-R). Thiết bò có thể là một hộp giao tiếp
TV hay một máy tính cá nhân mà không cần thêm một thiết bò nào nữa. Việc đi dây từ
ATU-R đến đến thiết bò đầu cuối có thể chỉ đơn giản như đi dây 10BASE-T LAN, cũng có
thể phức tạp như mạng ATM riêng hay mới mẻ như Consumer Electronics Bus sử dụng
dây điện lực sẵn có để gởi thông tin. Dù sao thì khi sử dụng cho truyền dữ liệu tốc độ cao
thì việc đi dây cho dòch vụ thoại vẫn không thay đổi vì đã có các bộ splitter dùng để tách
riêng các tín hiệu tương tự.
CO
Switch
POTS Splitter
Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai

98
Ở tổng đài nội hạt dòch vụ thoại tương tự được chuyển sang cho bộ chuyển mạch
thoại PSTN qua một bộ tách dòch vụ đặt tại tổng đài còn các tín hiệu ADSL được bộ
DSLAM ghép lại. Dó nhiên là khác với ISDN ta không phải thực hiện bất cứ một thay đổi
nào trên phần mềm chuyển mạch của tổng đài nội hạt khi triển khai dòch vụ ADSL. Hơn
nữa ADSL lại làm giảm lưu thoại vốn làm tắc nghẽn các thiết bò chuyển mạch, truyền dẫn
thoại do các dòch vụ dữ liệu gây ra.
Những dòch vụ được công nghệ ADSL đem lại có thể đặt tại tổng đài nội hạt hoặc
một nơi khác. Các dòch vụ này có thể do chính tổng đài nội hạt thực hiện hay do các nhà
cung cấp dòch vụ tư nhân có giấy phép. Các dòch vụ như vậy bao gồm truy xuất Internet,
cung cấp các tài liệu đào tạo, giáo dục, video (on-demand hay broadcast), corporate
(telecommuting), thương mại (bán sách, xe hơi, ...) và ngay cả thông tin của chính phủ
(như thông tin thuế chẳng hạn).
Lưu ý rằng các đường liên kết ADSL vẫn phải sử dụng các bộ DACS (Digital
Access and Cross connect) để gom lưu lượng đưa đến các nhà cung cấp dòch vụ. Dó
nhiên các nhà cung cấp dòch vụ này cũng là các nhà cung cấp các đường liên kết ADSL
(ADSL link) nên tất cả các dòch vụ có thể đặt trực tiếp tại tổng đài nội hạt nhưng trên thực
tế có hai cách để thực hiện việc cung cấp các dòch vụ này. Theo cách thứ nhất thì các
đường liên kết ADSL được tập trung lại tại DSLAM và chuyển sang cho thiết bò DACS.
DACS đưa đến hệ thống truyền dẫn tốc độ cao như đường truyền T3 không phân kênh
chẳng hạn có tốc độ 45 Mbps dẫn đến nhà cung cấp dòch vụ Internet. Tất cả các liên kết
đều được kết thúc tại bộ đònh tuyến Internet và các gói dữ liệu được chuyển vận hai chiều
nhanh chóng với Internet. Các mạng Intranet cộng tác cũng có cấu hình tương tự. Đây là
phương pháp đơn giản nhất. Tuy nhiên, tốc độ tổng cộng của các liên kết ADSL theo
phương pháp này không được quá 45 Mbps theo mỗi chiều.

dụng cần các sản phẩm dựa trên công nghệ được tiêu chuẩn hoá vì chúng thực hiện ổn
đònh, độc lập với từng nhà sản xuất và có thể làm việc được với các thiết bò khác cùng
loại.
Ở Hoa Kỳ, tiêu chuẩn cho ADSL lớp vật lý lần đầu tiên được Viện Tiêu chuẩn hoá
Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI: American National Standards Institute) mô tả trong tiêu chuẩn
T1.413-1995. Nói cách khác, tài liệu này mô tả chính xác cách thiết bò ADSL liên lạc với
nhau qua vòng thuê bao tương tự. Tiêu chuẩn thực sự không có và cũng không có ý đònh
mô tả toàn bộ kiến trúc mạng và dòch vụ ADSL. Tiêu chuẩn không mô tả chức năng bên
trong của điểm truy xuất ADSL. Tiêu chuẩn này chỉ xác đònh các vấn đề căn bản của
ADSL như mã đường truyền (cách truyền đi các bit dữ liệu) và cấu trúc khung (cách tổ
chức dòng bit dữ liệu) trên đường dây.
Các sản phẩm ADSL được sản xuất đã sử dụng các kỹ thuật mã đường dây là các
kỹ thuật điều chế CAP, QAM và DMT. Có những kỹ thuật mã đường dây khác được thử
nghiệm tại các phòng thí nghiệm nhưng ba phương pháp điều chế trên là thông dụng
nhất. Dù cho sử dụng kỹ thuật mã đường dây nào thì khi dùng cùng một đôi dây cho
truyền dẫn tín hiệu song công cũng phải sử dụng một trong hai phương pháp: song công
phân tần (FDD: Frequency Division Duplexing) hay triệt tín hiệu dội (Echo cancellation).
Với phương pháp thực hiện song công phân tần dải tần truyền dẫn được chia thành dải
tần upstream và dải tần downstream. Phương pháp triệt tiếng dội khử bỏ phần tín hiệu
của máy phát tác động vào chiều thu của chính nó. Với ADSL thì phương pháp song
công được thực hiện là sự kết hợp của cả song công phân tần và triệt tiếng dội vì với bản
chất bất đối xứng của dải tần tín hiệu ADSL, dải tần của hai chiều upstream và
downstream có thể chồng lấn nhau nhưng không thể khớp được nhau.
Tháng 6 năm 1999 ITU-T đã cho ra đời khuyến nghò G.992.1 cho ADSL G.DMT và
khuyến nghò G.992.2 cho ADSL G.Lite. Việc tiêu chuẩn hoá cho ADSL của ITU-T cũng
chỉ dừng lại ở thiết bò thu phát ADSL mà chưa có tiêu chuẩn cho kiến trúc mạng ADSL.

3.2 G.DMT ADSL

3.2.1 Mô hình chuẩn hệ thống ADSL

U-C 2
U-C
U-R
h–p
l–p
NT
ATU-R
T-R
SM
SM
T/S
U-R 2
h–p
l–p
NT2
XNISNI XNI
NT1
R
S
TUV
TA
P
H
Y
PSTN or ISDN
Signal lines
POTS or ISDN service
Interfaces
Core
Network

- Vì truyền tín hiệu bất đối xứng trên đường dây nên tín hiệu truyền dẫn phải
được phân biệt ở các điểm chuẩn U-C và U-R.
- Có nhiều giao tiếp T-R được xác đònh và ADSL cung cấp nhiều kiểu giao
tiếp T/S.

Các kênh bội số của 32 Kbps là lý tưởng nhất. ADSL thiết lập bốn kênh truyền tải
đơn công cho chiều downstream có tốc độ là bội số của 48 × 32 Kbps = 1536 Kbps. Các
tốc độ có thể có là 1536 Kbps, 3072 Kbps, 4608 Kbps và 6144 Kbps. Trong khi đó các
kênh truyền tải song công có thể truyền tải được một kênh điều khiển (control channel)
và vài kênh ISDN (kênh BRI và 384 Kbps). Cần lưu ý rằng bản thân ADSL không hạn
ADSL Đặng Quốc Anh

101
chế cho các kênh truyền tải. Những tiêu chuẩn hoá cho tương lai có thể thực hiện các
kênh T1, hay E1 tốc độ đầy đủ (1544 Kbps và 2048 Kbps). Không có tốc độ tối đa cho
các kênh truyền tải mà chỉ có giới hạn trên phụ thuộc vào dung lượng toàn bộ của kết nối
ADSL.

Bảng 3.1 Giới hạn truyền dẫn cho tốc độ truyền tải của các kênh phụ ADSL

Bearer
channel
Lowest Required
Integer Multiple
Largest Required
Integer Multiple
Corresponding Highest
Required Data Rate
(kbit/s)
AS0 1 192 6144

rate"
Σ(K
I,
K
F
) × 32 A
"Aggregate
data rate"
+
RS Coding
overhead rate
=
"Total data rate" Σ(N
I,
N
F
) × 32 B
"Total data
rate"
+
Trellis Coding
overhead rate
=
Line rate Σ b
i
× 4 U
NOTE – Net data rate increase by 16 kbit/s if a 16 kbit/s "C"-channel is used.

Các sản phẩm ADSL thiết lập nhiều tốc độ dữ liệu kênh phụ khác nhau cho tốc độ
bit truyền tải mặc đònh. Cùng một lúc không thể cho phép tốc độ chuyển vận tối đa cho

nào từ một tới ba kênh truyền tải bội số của 1536 Kbps. Các hệ thống có thể cung cấp
bất cứ hay tất cả các tốc độ truyền tải vì không có tốc độ truyền tải nào là bắt buộc cả.
AS3 không bao giờ được sử dụng cho phân loại chuyển vận loại 2. Phân loại chuyển vận
loại 2 có các cấu hình chuyển vận sau với tổng dung lượng truyền dẫn lên đến 4608
Kbps:
- Một kênh truyền tải 4608 Kbps.
- Một kênh truyền tải 3072 Kbps và một kênh truyền tải 1536 Kbps.
- Ba kênh truyền tải 1536 Kbps.
Phân loại chuyển vận loại 3 cũng là một tùy chọn và thực hiện truyền tải theo
chiều downstream dung lượng 4608 Kbps. Phân loại này có thể có được từ bất cứ sự kết
hợp nào từ một tới hai kênh truyền tải bội số của 1536 Kbps. Các hệ thống có thể cung
cấp bất cứ hay tất cả các tốc độ truyền tải vì không có tốc độ truyền tải nào là bắt buộc
cả. AS2 và AS3 không bao giờ được sử dụng cho phân loại chuyển vận loại 3. Phân loại
chuyển vận loại 3 có các cấu hình chuyển vận sau với tổng dung lượng truyền dẫn lên
đến 3072 Kbps:
- Một kênh truyền tải 3072 Kbps.
- Hai kênh truyền tải 1536 Kbps.
Phân loại chuyển vận loại 4 là bắt buộc và thực hiện trên các vòng thuê bao dài
nhất nhưng lại truyền tải tốc độ số liệu theo chiều downstream thấp nhất. Kênh truyền tải
chỉ là 1536 Kbps trên kênh AS0. ADSL cũng xác đònh đặc tính cho các mạng dựa trên
phân cấp truyền dẫn PDH E-carrier 2048 kbps được sử dụng phổ biến ngoài Hoa Kỳ.
Trong thực tế, tất cả các đặc tính cấu trúc vòng thuê bao nội hạt sử dụng ngoài Hoa Kỳ
đều được xác đònh trong phụ Annex H của tiêu chuẩn ANSI T1.413-1995. Chỉ có AS0,
AS1, AS2 được sử dụng để hỗ trợ cấu trúc 2M này như được liệt kê trong bảng 3.3. Cũng
như với cấu trúc 1536 Kbps ở đây hỗ trợ AS0 là yêu cầu tối thiểu. Số tối đa các kênh phụ
hoạt động đồng thời cũng như số tối đa các kênh truyền tải có thể dùng để chuyển vận
đồng thời của một hệ thống ADSL tùy thuộc vào phân loại chuyển vận của nó. Hơn nữa,
hỗ trợ phân loại chuyển vận phụ thuộc vào tốc độ đường dây có thể đạt được của từng
vòng thuê bao ADSL và cấu hình của các kênh phụ có thể được cấu hình đến số kênh
phụ tối đa hay tốc độ truyền dữ liệu tối đa. Chuyển đổi giữa các tốc độ và số kênh phụ

thống 1536 Kbps. Điều này có nghóa là phân loại chuyển vận 2M-1 vẫn phải hoạt động
trong phạm vi dung lượng downstream tổng cộng 6144 Kbps. Phân loại chuyển vận loại
2M-1 có thể được xây dựng từ sự kết hợp bất kỳ từ một tới ba kênh truyền tải hoạt động ở
các bội số của 2048 Kbps. Tất cả các cấu hình phân loại chuyển vận 2M-1 đều là tùy
chọn và có thể thực hiện các cấu hình sau với tốc độ dữ liệu tổng cộng lên đến 6144
Kbps:
- Một kênh truyền tải 6144 Kbps.
- Một kênh truyền tải 4096 Kbps và một kênh truyền tải 2048 Kbps.
- Ba kênh truyền tải 2048 Kbps.
Phân loại chuyển vận loại 2M-2 là tùy chọn và có thể truyền chiều downstream
4096 Kbps. 2M-2 có thể được xây dựng từ sự kết hợp một hay hai kênh truyền tải hoạt
động ở tốc độ bội số của 2048 Kbps. Các hệ thống có thể cung cấp bất cứ hay tất cả các
tốc độ truyền tải vì không có tốc độ truyền tải nào là bắt buộc cả. AS2 không bao giờ
được sử dụng trong phân loại chuyển vận 2M-2. Phân loại chuyển vận 2M-2 có thể thực
hiện các cấu hình sau với tốc độ tổng cộng lên đến 4096 Kbps.
- Một kênh truyền tải 4096 Kbps.
- Hai kênh truyền tải 2048 Kbps.

Bảng 3.4 Thuật ngữ tốc độ dữ liệu ADSL truyền tải chế độ ATM

Data Rate
Equation
(kbit/s)
Reference
Point
53 × 8 × ATM cell rate
=
"Net data rate" Σ(B
I,
B

overhead rate
=
Line rate Σ b
i
× 4 U

Phân loại chuyển vận 2M-3 là tùy chọn và hoạt động với các vòng thuê bao dài
nhất nhưng cũng có tốc độ truyền dữ liệu theo chiều downstream nhỏ nhất. Kênh truyền
tải chỉ là một kênh 2048 Kbps hoạt động trên AS0. Một điều cần lưu ý nữa của chuyển
vận ADSL là các hệ thống ADSL đều có tùy chọn hỗ trợ chuyển vận các cell ATM theo
chiều downstream. Các cell ATM có độ dài cố đònh ngắn là 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 đònh dạng thông
tin trong vùng payload của cell ATM. Với AAL1 hỗ trợ dữ liệu tốc độ bit không đổi (CBR:
Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai

104
Constant Bit Rate) và độ trễ ổn đònh qua mạng với các kết nối giữa hai đầu. AAL1 gồm 1
octet dành cho overhead và 47 octet còn lại để chuyển thông tin của người sử dụng.
AAL1 là cách dễ dàng và đơn giản nhất để thực hiện các cell ATM giống như các kênh
số liệu truyền thống. Khi ADSL được sử dụng để chuyển vận các cell ATM theo chiều
downstream thì chỉ có AS0 được sử dụng nên chỉ có một cấu hình duy nhất là AS0 hoạt
động với một trong 4 tốc độ khác nhau. Các tốc độ này được xác đònh là các phân loại
chuyển vận ATM từ 1 đến 4 hoạt động ở tốc độ 1760 Kbps, 3488 Kbps, 5216 Kbps và
6944 Kbps.
Mỗi hệ thống ADSL có thể có đến ba kênh truyền tải song công hoạt động cùng
lúc trên giao tiếp ADSL. Một trong các kênh truyền tải song công này luôn luôn bắt buộc
là kênh điều khiển ký hiệu là kênh C (control channel). Kênh C mang các thông điệp báo
hiệu chọn dòch vụ và thiết lập cuộc gọi. Tất cả các báo hiệu từ người sử dụng tới mạng
cho các kênh đơn công chiều downstream đều được truyền tải trên kênh điều khiển C và

Configuration 2: 384 Kbps
(2)
LS1
LS2
4 or 2M-3 160 Kbps LS1

3.2.2 Mô hình chuẩn thiết bò ADSL

Hình 3.7 đến hình 3.10 không phải là yêu cầu cho một máy thu phát DMT mà là
mô hình ngắn gọn và chính xác để mô tả dạng tín hiệu DMT. Trong các hình vẽ này, Z
i
là
sóng mang phụ DMT thứ i (được xác đònh trong miền tần số), và x
n
là mẫu ngõ ra IDFT
thứ n (được xác đònh trong miền thời gian). Bộ DAC và khối xử lý dạng sóng tương tự của
các hình vẽ này xây dựng dạng sóng tương tự tương ứng với các mẫu tín hiệu số rời rạc ở
ngõ vào. Việc sử dụng mô hình chuẩn cho phép tất cả các dạng sóng tín hiệu đều được
mô tả qua chuỗi ký hiệu DMT, {Z
i
} cần thiết để tạo tín hiệu đó. ADSL Đặng Quốc Anh

105
3.2.3 Mô hình chuẩn máy phát ATU-C

Thiết bò có thể chọn lựa cấu hình để truyền tải đồng bộ bit STM hay truyền tải cell
ATM. Giao tiếp U-C và U-R có thể dựa trên đồng bộ bit STM, nghóa là không có các cell

Sync
Control
Reference Points
A
Mux
Data Frame
B
FEC Output
Data Frame
C
Constellation
Encoder Input
Data Frame
scrambler
& FEC
scrambler
& FEC
Interleaver
Tone
ordering
Constel-
lation
encoder
and
gain
scaling
IDFT
Output
Parallel/
Serial

tín hiệu xen kẽ), và chế độ một độ trễ cho cả hai chiều upstream và
downstream, tức là dữ liệu của người sử dụng được đặt ở một đường tín