Tổng quan về ADSSL

3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL ™ Nhiểu xuyên kênh (Crosstalk). Nhiểu xuyên kênh xảy ra làm suy giảm năng lượng tín hiệu truyền trên cáp đồng. Xuyên kênh làm ảnh hưởng rất lớn đến kỹ thuật DSL trên mạch vòng (local loop) thuê bao. - Xuyên kênh gây ra bởi các hiện tượng cảm ứng điện từ bởi các đường dây cùng sợi cáp. - 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: thaidh_bd3@vnpt.com.vn 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. ™ Rẽ nhánh (Bridge taps) Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 25 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Rẽ nhánh trong đường dây điện thọai sẽ làm triệt tiêu một số tín hiệu truyền do bị phản xạ từ rẽ nhánh. Rẽ nhánh sẽ làm tăng nhiểu, tăng suy hao. ™ Suy giảm tín hiệu do mối nối (line splice attenuation) và suy giảm do điện trở đường dây điện thọai (line resistance attenuation). Suy hao trên đường dây sẽ tăng theo chiều dài cáp và tần số tín hiệu truyền, suy hao trên đường dây sẽ giảm khi kích thước đường kính dây lớn. Số mối nối trên cáp càng nhiều thì suy hao tín hiệu càng lớn. Tất cả chúng làm ảnh hưởng đến tốc độ truyền của DSL trên đường cáp điện thọai. 3. Dãy Tần Số Họat Động Của ADSL Thiết bị ADSL kết nối với mỗi modem ADSL bằng đôi cáp điện thọai theo 3 kênh truyền dữ liệu như sau: - Kênh truyền dữ liệu xuống tốc độ cao từ 1.5 đến 6.1Mbps (tối đa 8Mbps) - Kênh truyền dữ liệu lên tốc độ từ 16 đến 640 kbps (tối đa 1.5Mbps) - Kênh truyền dịch vụ điện thọai truyền thống (voice). Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 26 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Modems ADSL chia băng thông trên đường dây điện thọai theo một trong hai cách sau: - Theo kỹ thuật FDM (Frequency Division Multiplexing) - 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 Mà 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: thaidh_bd3@vnpt.com.vn 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. ™ Ưu điểm: - Phát triển từ công nghệ V34 sử dụng một số kỹ thuật tiên tiến để cho phép dữ liệu đạt được tốc độ tối đa trên đường cáp điện thọai. - Triệt tiếng vọng tốt, - Truyền tốc độ bits tối đa trong khỏang băng tần nhỏ, các kênh con được điều chế độc lập. xác định SNR trên mỗi kênh con một cách riêng biệt - Thích ứng tốc độ, linh họat trong việc tự động điều chỉnh tốc độ truyền ™ Nhược điểm: Do điều chế có quá nhiều kênh con, quá nhiều sóng mang nên thiết bị phức tạp. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 28 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL 2. CAP (Carrierless amplitude modulation/phase modulation) Phương pháp điều chế pha và biên độ không sóng mang này dựa trên phương pháp điều chế biên độ cầu phương QAM. Vì thế phương pháp CAP họat động tương tự như phương pháp QAM. CAP sử dụng cả điều chế biên độ và điều chế pha, Tín hiệu điều chế của CAP là số chứ không phải là tương tự. Đối lập với DMT, kỹ thuật CAP lại dùng nguyên một kênh riêng để upload và một kênh khác để download. Do đó, người lắp đặt cần biết nhà cung cấp dịch vụ của mình sử dụng kiểu truyền nào để chọn thiết bị thích hợp. CAP chia thành ba dãy tần: - Tín hiệu voice sử dụng dãi tần từ 0khz tới 4khz - UpStream sử dụng dãi tần từ 25khz tới 160khz. - DownStream sử dụng dãi tần từ 240KHz tới 1Mhz Với 3 kênh truyền khác nhau như vậy sẽ làm hạn chế nhiễu tín hiệu giữa các kênh Hầu hết các thiết bị ADSL ngày nay đều sử dụng DMT. CAP là kỹ thuật điều chế được sử dụng phổ biến trước kia. 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: thaidh_bd3@vnpt.com.vn 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 được sử dụng trong modem ADSL 4.1. FDM: phân chia tần số Dãy tần được chia làm hai phần đường lên và đường xuống khác nhau. Ghép kênh phân chia theo tân số (FDM) lần lượt truyền theo các hướng khác nhau trong các giải tần không trùng nhau.Nếu sử dụng cùng khoảng băng thông thì FDM lọai bỏ được NEXT. Trong ADSL thì FDM cho phép dùng riêng băng thông 138 kHz đầu tiên cho đường truyền hướng lên. Đường lên dùng băng tần thấp, đường xuống dùng băng tần cao và rộng hơn đường lên. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 30 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL 4.2. Phương pháp triệt tiếng vọng (Echo Cancellation) Sử dụng một kênh duy nhất cho cả phát và thu, nên cần có một bộ khử tiếng vọng phía thu. Một số hệ thống ADSL sử dụng kỹ thuật truyền dẫn xóa tiếng vọng ECH, nơi dãy tần số phát được đặt trong dãy tần số thu. Tuy nhiên, Ech khó tráng khỏi xuyên nhiểu và khi thực hiện cần phải xử lý phức tạp hơn. Triệt tiếng vọng là dạng phổ biến nhất của ghép kênh trong DSL hiện đại. III. ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ADSL 1. Mô hình tham chiếu của hệ thống ADSL ATU-C, DLL và AUT-R là các thiết bị của mạng truy nhập ADSL để kết nối thiết bị khách hàng đến mạng lõi (core network) băng rộng hay mạng lõi băng hẹp (Narrowband hay Broadband). Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 31 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn 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: thaidh_bd3@vnpt.com.vn 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 , ADSL là một phương tiện chuyển vận theo khung (frame transport). Dòng bits trong các khung ADSL có thể chia thành tối đa 7 kênh tuyền tải cùng một lúc. Các kênh truyền tải được chia thành hai lọai: - Bốn kênh truyền tải độc lập, đơn công (simplex) theo chiều Downstream được ký hiệu là AS0, AS1, AS2, AS3. - Có tối đa ba kênh truyền tải song công (duplex) dùng để truyền tải dữ liệu theo cả hai chiều downstream và upstream được ký hiệu LS0, LS1, LS2. ™ Mỗi hệ thống ADSL có thể có đến 3 kênh truyền tải song công họat 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 luôn luôn được kích họat ở trạng thái sẳn sàng làm việc và họat động ở tốc độ 16 kbps hoặc 64 kbps. Kênh C mang các thông tin: - Thông điệp báo hiệu chọn dịch vụ và thiết lập cuộc gọi. - Thông điệp báo hiệu cho các kênh truyền tải song công. - Các báo hiệu từ người sử dụng đến mạng cho các kênh đơn công chiều downstream. - Các kênh truyền tải này đều là các kênh logic và các bits của tất cả các kênh được truyền đồng thời trên đường dây ADSL. a. Cấu hình chuyển vận dữ liệu STM Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 33 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Hệ thống ADSL chuyển vận STM hỗ trợ kênh truyền đơn công AS0 và kênh truyền song công LS0 cho chiều downstream (ATU-C) và kênh song công LS0 cho chiều upstream (ATU-R) ¾ Chuyển vận cho ADSL được đánh số từ 1- 4, hệ thống ADSL bắt buộc phải hỗ trợ vận chuyển lọai 1 và 4 còn vận chuyển lọai 2 và 3 là tùy chọn. Bất kỳ kênh truyền tải nào cũng có thể lập trình để truyền tải các tốc độ bit là bội số của 32 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: thaidh_bd3@vnpt.com.vn 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 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 họat động với một trong 4 tốc độ khác nhau như: 1760 kbps, 3488 kbps, 5216 kpbs và 6944 kbps. 2.2. Truyền tải Fast và Interleaved (slow) trong ADSL Trong ADSL, có thể chọn hai đường truyền dữ liệu dạng đường nhanh “Fast” hay đường xen kẽ “Interleaved”. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 35 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL - Truyền đường “fast” còn gọi kiểu đường nhanh, dữ liệu sẽ được truyền nối tiếp ngay lập tức không trì hõan (delay) hay trì hõan nhỏ. Kiểu truyền này phù hợp với các lọai dữ liệu nhạy cảm với trể (delay-sensitive) dùng thời gian thực (real time) như voice, audio . . . - Truyền kiểu “ Interleaved” còn gọi kiểu xen chậm (low) thì có một số dữ liệu được đưa vào trong luồng dữ liệu được truyền làm nhiệm vụ chống nhiểu trên đường DSL. Kiểu truyền này thì dữ liệu sẽ bị trì hõan. Nó phù hợp cho việc truyền dữ liệu ít nhạy cảm với trể (delay-sensitive) không dùng thời gian thực (non-real time) như truyền hình, ảnh, audio, text . . . 2.3. Thời gian tham khảo trong mạng: NTR (Network Timing Reference) Trong ADSL một số dịch vụ yêu cầu phải dùng xung clock tham khảo cho những giao thức lớp trên (trên lớp vật lý) để đồng bộ giữa việc truyền và nhận. Ví dụ: như dịch vụ điện thọai qua ATM hay truyền hình hội nghị (Video reference). Để cung cấp xung thời gian tham khảo trong mạng, hệ thống ADSL phải chuyển vận tín hiệu định thời 8 kHz còn gọi là NTR. 3. Cấu trúc khung của ADSL Khung ADSL phụ thuộc vào hai thông số: - Hướng truyền: upstream hay downstream - Lọai overhead: “ full overhead” hay “ reduced over 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: thaidh_bd3@vnpt.com.vn 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: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Mỗi khung dữ liệu bao gồm 2 phần: • Phần dữ liệu nhanh (Fast Data): Dùng cho các dữ liệu cần sự nhanh nhạy như hình ảnh động, âm thanh . . . . • Phần dữ liệu xen (Interleaved data): dữ liệu được bảo vệ tốt nhưng có độ trễ lớn. Mỗi khung dữ liệu được truyền trong 250μs (1/4000s). Trong một đa khung có các khung thực hiện các chức năng đặc biệt như sau: • Khung 0: Truyền tải thông tin CRC các byte đồng bộ nhanh - Fast Synch Bytes . • Khung 1, 34, 35 : Truyền tải các bit chỉ thị ib – indicator bit . Lưu ý rằng không có kích thước cố định cho một khung ADSL, vì tốc độ đường dây có thể thay đổi theo đáp ứng phân lớp chuyển vận được cài đặt cho thiết bị và còn bị thay đổi theo điều kiện tác động của môi trường, đồng thời với tính chất bất đối xứng của nó. Nhưng thời gian truyền cho mỗi khung 250μs và đa khung 17msec luôn luôn là cố định. Trong truyền tải ADSL, người ta chia dòng dữ liệu thành các dòng hay còn gọi là kênh phụ đơn công simplex (AS0, AS1, AS2, AS3) và các kênh phụ song công duplex (LS0, LS1, LS2). Các kênh dữ liệu này sẽ được gán vào một trong hai bộ đệm nhanh Fast Buffer hoặc bộ đệm xen Interleaved Bufffer . Ở đây ta thấy có 2 byte mở rộng AEX, LEX, hai byte này được thêm vào trong cấu trúc khung phát. • AEX = 0 , nếu dòng đơn công ASx không có dữ liệu . • LEX = 0 , nếu cả hai dòng đơn công ASx và LSx không có dữ liệu . Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 38 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Hình sau Mô tả Cấu trúc khung trong bộ đệm fast và bộ đệm xen , ATU – C. ¾ Như nói trên, các khung 0, 1, 34 và 35 có vai trò đặc biệt trong đa khung ADSL các khung này mang thông tin CRC của khung, các bit chỉ thị và các thông tin 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: thaidh_bd3@vnpt.com.vn 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: Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 40 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Các thiết bị ADSL cùng lúc không chuyển vận hết tất cả các kênh dữ liệu như trên. Người ta phân chia tốc độ ADSL thành 4 lớp chuyển vận với hai loại kênh đơn công và song công được phân loại chuyển vận như sau: ™ Phân loại chuyển vận với tốc độ chuẩn 1.536kbps: Các hệ thống ADSL bắt buộc phải hỗ trợ lớp truyền tải 1 và 4; hai lớp truyền tải 2, 3 là tuỳ chọn . ™ Phân loại chuyển vận với tốc độ chuẩn 2048 kbps: Ngoài các tốc độ như trên, ADSL còn có loại tốc độ chuyển vận 2M, (Nx2048Kbps). Các kênh AS0, AS1, AS2 được sử dụng hỗ trợ cấu trúc 2M như sau: Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 41 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 42 Phân loại chuyển vận 2M có 3 lớp 2M-1, 2M-2, 2M-3. Phân loại chuyển vận 2M cũng tuân theo chặt chẽ của phân loại chuyển vận 1536Kbps. Loại chuyển vận cao nhất 2M-1 cũng không vượt tốc độ 6144 Kbps. (Hiện nay người ta đã đạt đến tốc độ 8Mbps). Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn 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 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL ™ Trường dữ liệu hoặc trường opcode - Mang giá trị là “0” : khi trường thông tin của bản tin EOC có chứa dữ liệu - Mang giá trị “1”: Khi trường thông tin của EOC chứa mã điều hành của ADSL ™ Byte kiểm tra chẳn lẻ: - Mang giá trị “1” khi dùng kiểm tra chẳn. - Mang giá trị “0” khi dùng kiểm tra lẻ. ™ Bản tin autonomous: là bản tin dùng chung giữa ATU-R và ATU-C. - Tại ATU-C: . Mang giá trị “1” khi ATU-C gừi lệnh cho ATU-R. . Mang giá trị “0” khi truyền autonomous. - Tại ATU-R . Mang giá trị “1” khi ATU-R thực hiện và trả lời lại lệnh của ATU-C. . Mang giá trị “0” khi truyền autonomous. ™ Trường thông tin: được mã hóa từ 58 opcode khác nhau hay từ 8 bit dữ liệu 4.2.Kênh AOC AOC cũng có cấu trúc tương tự EOC. Nó được sử dụng để mang các thông tin thời gian thực cần thiết cho việc khôi phục lại cấu hình phù hợp với sự thay đổi của đường dây. Nó mang các bit trong byte đồng bộ của phần chèn trong khung ADSL. Khung AOC có 13 bit trong đó 5 bit header và 8 bit mang thông tin. 4.3. Bits chỉ thị 32 bit chỉ thị được mang trong “fast byte” trong khung ADSL. Mỗi bit giúp cho modem biết trạng thái của ATU-C. Bit chỉ thị cho biết các trạng thái như: lỗi đường truyền, mất tín hiệu từ ATU-C. Các bản tin OAM ¾ REQCOR (request corrupted CRC): yêu cầu ATU-R gửi CRC cho ATU-C, nó được gửi cho đến khi ATU-C nhận được REQEND. ¾ REQEND: Yêu cầu ATU-R ngừng gửi CRC về ATU-C ¾ NOTCOR: Bản tin lưu ý ATU-R nhận CRC từ ATU-C cho đến khi nào nhận 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: thaidh_bd3@vnpt.com.vn 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 ¾ Nhận dữ liệu có lỗi xảy ra đã được khôi phục ¾ Nhận dữ liệu có lỗi xảy ra nhưng chưa được khôi phục ¾ Nhận biết CRC giả trong kênh. Tùy thuộc vào giá trị của mỗi counter mà hệ thống ADSL thực hiện chức năng OAM tương ứng. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 45 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Lưu ý: việc nhận biết mất tín hiệu được thực hiện bằng thông số LOS ( loss-of- signal). Trong ADSL việc xác lập giá trị công suất tham khảo bằng việc lấy trung bình theo từng 0,1 giây. Sau khi bắt đầu truyền dữ liệu ổn định thì mức ngưỡng sẽ được định sẳn. Việc mất tín hiệu được xác định khi mức công suất ADSL thấp hơn mức ngưỡng. 5. So sánh giữa ADSL với ISDN và ADSL với ADSL Lite (G.lite) ™ ADSL với ISDN ADSL PSTN và ISDN ADSL là ‘liên tục/ always-on” tức kết nối trực tiếp PSTN và ISDN là các công nghệ quay số (dial- up) ADSL kết nối chúng ta tới một ISP định trước PSTN và ISDN cho phép chúng ta sử dụng fax, dữ liệu, thoại, dữ liệu tới Internet, dữ liệu tới các thiết bị khác ADSL chỉ chuyển tải dữ liệu tới Internet PSTN và ISDN cho phép chúng ta tuỳ chọn ISP 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: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL ™ ADSL với ADSL lite. IV. CẤU TRÚC MẠNG DÙNG ADSL (các thành phần của hệ thống ADSL) Cấu trúc dịch vụ ADSL end-to-end mô tả như hình trên gồm: - CPE: customer premises equipment là các PC hoặc Workstation và Remote ADSL Terminating Units (ATU-R) hay Router (ADSL modem). - NAP: Network access providers quản lý mạng lõi layer2 (DSLAM, BAS, BRAS). Tại ADSL POP, NAP triển khai một hay nhiều thiết bị DSLAM kết nối cáp đồng “local loop” giữa POP và CPE. Trong cấu trúc mở rộng các DSLAM kết nối trực tiếp hoặc gián tiếp qua WAN đến thiết bị tập trung hay kết nối mắc xích nhau để tối ưu hóa đường ATM uplink. - NSP: Network service provider quản lý mạng lõi layer3 (ISP, internet). Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 47 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL Mạng xDSL bao gồm các thành phần sau: 1. Thiết bị phía nhà cung cấp dịch vụ: - Bộ tập hợp truy cập Aggregator hay còn gọi BAS hay BRAS - Bộ ghép kênh truy cập DSLAM (Digital Subscriber line Access Multiplexer) - Kênh truyền (VPI/VCI) - POTS splitter và CO splitter a. Bộ ghép kênh truy cập DSLAM Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 48 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL DSLAM là bộ ghép kênh có chức năng cung cấp cổng kết nối trực tiếp đến khách hàng. Đây là thiết bị tập trung các đường thuê bao riêng lẻ để đẩy lên mức trên và ngược lại. ADSL kết nối trực tiếp đến local loop, vì giới hạn khỏang cách của local loop nên các DSLAM thường được đặt tại các CO. Do DSLAM không có người quản lý kỹ thuật nên thiết bị DSLAM có khả năng chịu lỗi cao để giảm thiểu sự cố mạng. DSLAM thường hỗ trợ các tiêu chuẩn sau đây: - ANSI T1.413 Issue2 (ADSL over POTS) - ITU G.992.1 Annex A - ITU G992.2 (G.lite) - ITU G994.1(G.hs) DSLAM phải có một số đặc tính như sau: - Hỗ trợ MPLS, IP routing QoS cho phép triển khai nhiều lọai ứng dụng qua xDSL. - Hỗ trợ nhiều chuẩn xDSL. - Hỗ trợ đa dạng các lọai giao tiếp uplink băng rộng DS3/E3, OC3/STM-1, FE,GE . . . - Hỗ trợ kết nối đầu cuối người sử dụng E1, nx64 Kbps. - Tương thích với nhiều lọai thiết bị đầu cuối khách hành DSl CPE của nhiều hãng sản xuất. Cho phép khách hàng có nhiều khả năng chọn lựa thiết bị đầu cuối. - Ứng dụng các kỹ thuật phân nhánh, xếp chống . . . v.v. cho phép linh họat trong thay đổi cấu trúc mạng. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 49 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL - Cấu hình chọn lựa nhiều khe cắm. DSLAM là thiết bị tập trung truy cập đường dây thuê bao số phía tổng đài ATU-C, chứa rất nhiều modul và cung cấp đầy đủ các tính năng ADSL. DSLAM chứa các bảng mạch ADSL và Splitter, nó thực hiện việc tập trung và chuyển tải lưu lượng qua mạng trục IP đến ISP. DSLAM phụ (Sub-DSLAM) là một phần tử mạng giống DSLAM phụ, đầu ra của nó được kết nối về các DSLAM chính. Sub-DSLAM chịu sự quản lý của DSLAM chính (Main DSLAM). Kết nối giữa giũa Main_DSLAM với Sub_DSLAM, hoặc Main_DSLAM – SubDSLAM với mạng IP bằng các loại giao tiếp sau : • n x Ethernet 100/1000 (cho lưu lượng IP). • 155Mbps SDH. • 34Mbps PDH. • n X 2Mbps. ™ Các tính năng của DSLAM 1- DSLAM sẽ tính năng như một bộ định hướng IP – IP router và hỗ trợ các giao thức kết hợp sau: • RFC1483/RFC2684 (bắc cầu Bridged, định hướng router). • PPPoA RFC2364. • PPPoE RFC2516. • L2TP. • Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. Nhà cung cấp phải cho biết số lượng session PPPoE lớn nhất có thể xử lý và kết thúc đồng thời (cùng lúc) của IP DSLAM và số lượng gói IP lớn nhất được chuyển tải trong mỗi giây. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 50 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL 2- DSLAM sẽ có tính năng như một bộ định hướng IP – IP router và hỗ trợ các giao thức định hướng sau: • RIP, RIPv2. • OSPFv2. • BGP4. • Bộ định hướng tĩnh - Static router. 3- DSLAM phải hỗ trợ các cơ chế quản lý chất lượng qua nền IP. • DiffServ (RFC2474). • IP Proceduce/TOS Support (RFC1349). 4- DSLAM phải hỗ trợ Multicast Protocol : • IGMP v2.0. • ATM point to point controlled by IGMP. 5- DSLAM phải cung cấp các chức năng về an toàn dữ liệu : • Bộ lọc địa chỉ MAC, bộ lọc truy cập địa chỉ IP, Tunel Policies, PAP/CHAP và kiểm tra thẩm quyền từ RADIUS. 6- DSLAM phải đáp ứng chức năng tính toán mỗi session qua RADIUS. DSLAM phải hỗ trợ tích hợp các tính năng lựa chọn WEB với một SSG (Service Selection Gateway). 7- DSLAM phải hỗ trợ tính năng Netflow Packet Export tới Netflow Packet Collectors (đo lường lưu lượng thuê bao). 8- DSLAM phải đạt được đầy đủ chức năng chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. Nó có chức năng như một IP DSLAM đầy đủ, và như vậy nó có thể kết thúc một kết nối; nó còn được chức năng như một thiết bị PE để hướng tới mạng MPLS. Việc này cho phép thiết lập mạng riêng ảp MPLS không cần phải cưỡng bức tập trung nó trong một cấu hình hình sao (star) trên một thiết bị tập trung. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 51 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL b. Bộ tập họp truy cập Aggregator (BAS hay BRAS) Là thiết bị có nhiệm vụ tập trung các kết nối về trung tâm theo phương thức giảm thiểu kết nối logic. Aggregator tập trung các kết nối logic (các PVC) đến từ các DSLAM rồi tập trung lại thành một hoặc vài PVC để truyền tải qua mạng trục (core network) để về đến ISP . . . Khi không dùng Aggregator thì với nxPVC đến từ n thiết bị đầu cuối sẽ chiếm nxPVC đường kết nối trên mạng trục. Thông qua Aggregator nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung cấp cho khách hàng các dịch vụ DSL như truy cập internet tốc độ cao, kết nối mạng riêng ảo, Video on demand, Video Broadcast, e-learning, . . . Yêu cầu chức năng của BRAS hay BAS (Aggregator): - Hỗ trợ đa dạng các lọai giao tiếp LAN/WAN để thuận lợi cho việc kết nối với các Router, DSLAM: FE, GE, serial, HSSI, ISDN, T3/E3, OC3/STM-1, OC-12/STM-4. - Khả năng xử lý cao tương xứng với vai trò là bộ tập trung, chấp nhận cho hàng ngàn kết nối đến từ phía khách hàng . - Hỗ trợ ATM, MPLS, IP, QoS, CoS, L2TP - Hỗ trợ khả năng xếp chồng phân nhánh cho phép triển khai linh họat cấu hình mạng khi cần thiết. - Khả năng tương thích với các dòng sản phẩm của các hảng khác nhau. Nhiệm vụ của BRAS hay BAS (Aggregator): Tập họp tất cả các kết nối logic ảo vào trong một điểm logic, điều này cũng đồng nghĩa với việc tập họp tất cả các giao thức kết nối PPP vào một thời điểm sau đó mới đưa lên Up-link tới mạng trục (core). Về nguyên lý thì mỗi thuê bao dùng một kết nối PPP, tuy nhiên số lượng kết nối PPP là không giới hạn trên mỗi kết nối DSL, cho phép nhiều khách hàng khác nhau trong cùng một văn phòng chia sẽ cùng một đường Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 52 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL DSL để ra ngòai mạng internet. PPP được xác thực (authentification) và kết thúc tại BAS hay BRAS (Aggregator). Aggregator có thể thực hiện việc xác thực Authentification, cấp phép (authorization) cho một thuê bao thông qua một tài khỏang (accounting) cùa thuê bao được tạo ra và lưu tại RADIUS Server đặt trong mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Sau khi xác thực đạt kết quả thì BRAS (Aggregator) sẽ thiết lập một kết nối định hướng từ nhà khách hàng đến nhà cung cấp dịch vụ internet. Các BRAS (Aggregator) kết hợp với Radius đặt tại trung tâm điều hành của ISP để quản lý khách hàng DSL truy cập vào internet. Thiết bị BRAS (Aggregator) có thể là một thiết bị định tuyến đa chức năng (Router) hoặc là một thiết bị mạng chuyên dùng cho băng rộng. Các thiết bị này được đặt bên cạnh DSLAM ngay tại các POP cung cấp dịch vụ hay có thể đặt tại khu vực trung tâm vùng và kết nối đến các DSLAM ở lớp dưới thông qua giao tiếp WAN. Kết nối giữa DSLAM và BRAS hay BBAS (Aggregator) thông thường phải là ATM qua STM-1 (STM-4) hoặc CO-3 do nền tảng truyền dẫn của xDSL là ATM. Tuy nhiên ngày nay có thể dùng kết nối băng rộng FE hay GE c. CO-Splitter (POTS Splitter) Dịch vụ ADSL cho phép sử dụng dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ cao cùng với dịch vụ thọai truyền thống trên cùng đôi dây cáp đồng điện thoại. ADSL và dịch vụ thọai truyền thống sử dụng các giải tần số khác nhau, để đảm bảo các giải tần số này không Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 53 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL gây nhiểu nhau thì cần dùng bộ phân chia được gọi là Splitter. Bộ POTS Splitter được đặt tại CO bên trong DSLAM hay đi kèm bên ngòai DSLAM. Protection Circuitly Low Pass Filter Option High Pass Filter Tip/Ring Line (Local loop) POTS DSLAM POTS Splitter Mỗi POTS Splitter có ba nhóm giao tiếp: Một giao tiếp kết nối đến local loop về phía nhà khách hàng, một giao tiếp kết nối với DSLAM về BRAS ra internet, giao tiếp còn lại kết nối với hệ thống chuyển mạch thọai truyền thống thuộc mạng PSTN. 2. Phía khách hàng a. Thiết bị đầu cuối khách hàng DSL CPE Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 54 Thiết bị đầu cuối khách hàng bao gồm các thiết bị ADSL modem, ADSL Router, card Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL giao tiếp thực hiện chuyển đổi dữ liệu của các ứng dụng người dùng thành dạng tín hiệu ADSL và ngược lại. DSL CPE tiêu biểu là: PC NIC, DSL modem, DSL Bridge, DSL Router . . . Thiết bị ADSL hoạt động bằng cách vận hành cùng lúc nhiều modem, trong đó mỗi modem sử dụng phần băng thông riêng có thể. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 55 Thiết bị ADSL sử dụng rất nhiều modem riêng lẻ hoạt động song song để khai thác băng thông tối đa và cung cấp một tốc độ rất cao. Mỗi đường kẻ sọc đen ở trên thể hiện một modem và chúng hoạt động tại các tần số hoàn toàn khác nhau. Trên thực tế có thể tới 256 modem hoạt động trên một đường ADSL. Ðiểm đặc biệt ở chỗ ADSL sử dụng dải tần số từ 26kHz tới 1.1MHz hay 2MHz (ADSL 2+). Tất cả 256 modems này được vận hành chỉ trên một con chíp đơn. b. CPE-Splitter Kết nối ADSL sử dụng hai bộ splitter khác nhau, một tại DSLAM và một tại nhà phía khách hàng để chia tách thông tin của tín hiệu thọai truyền thống và dịch vụ ADSL. Cấu trúc của hai bộ này không giống nhau. Bộ thiết bị CPE Splitter còn gọi là Remote POTS splitter (tại nhà khách hàng). CPE Splitter có ba giao tiếp RJ-11: Một dành cho kết nối với local loop, một cho kết nối DSL CPE, một cho kết nối với máy điện thọai. Bộ chia tách voice và data (Spliter) Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL V. KẾT NỐI MẠNG TRONG ADSL Khi thiết bị DSL CPE kết nối với thiết bị DSL POTS sẽ được thực hiện thông qua quá trình khởi tạo để thiết lập thông tin giữa ATU-C và ATU-R. Tiến trình này cho phép hai modem được nhận dạng với nhau, xác định trạng thái đường dây, các thông tin đường dây, trao đổi tham số phục vụ cho việc kết nối, chỉ định tài nguyên và các thông tin khác. Quá trình chia làm 4 giai đọan: ™ Kích họat và chấp nhận: ATU-R bắt đầu tiến trình bằng việc gửi các tín hiệu đến ATU-C để trao đổi về phương pháp điều khiển, nhận dạng thiết bị, khi kết thúc thì trạng thái đường dây đã được phân tích xong. ™ Thu thử: ATU-C và ATU-R trao đổi thông tin xác định trạng thái đường dây và điều chỉnh mức thu giữa chúng. Việc thu thử được thực hiện tùy theo kiểu ghép kênh FDM hay ECH. ™ Phân tích kênh: Trao đổi thông tin về kênh upstream và downstream, thông tin kết nối, thời gian thiết lập kết nối, băng thông trên mỗi kênh. Sau đó modem thực hiện kiểm tra để xác định chất lượng mạch vòng và SNR cho mỗi âm DNT 4 kHz. ™ Trao đổi: Tập họp các thông tin về: chất lượng kết nối, cấu hình của modem. Chỉ định băng thông cho kênh truyền, xác định các tín hiệu DMT cụ thể và cho biết số bit dùng mã hóa trong DMT. Việc kết nối được thực hiện theo cả hai hướng , các modem phải thông báo trạng thái với đầu bên kia để sẳn sàng nhận thông tin. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 56 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL 1. Các giao thức kết nối mạng trong ADSL và vai trò ATM Kết nối ADSL được thiết lập giữa modem và tổng đài . Trong sự sắp đặt cho truy cập Internet tốc độ cao, các đường truyền dẫn kết nối từ DSLAM – BRAS (BAS) - tới nhà cung cấp dịch vụ ISP cũng phải được cung cấp các kết nối tốc độ cao như STM , ATM hoặc chuyển mạch IP . Kết nối này phải uyển chuyển, cho phép ISP có thể ở bất cứ đâu, không nhất thiết phải gần tổng đài. Việc tạo hướng Routing và băng thông phải có cấu hình động. ATM có thể hoạt động ở tốc độ 2Gbps với độ trễ nhỏ hơn 1ms. ATM có thể được truyền tải trên cáp quang hay cáp đồng. Trong ATM, các cell (tế bào) luôn đi theo đường dẫn suốt dọc mạng lưới. Ngoài ra, giao thức internet IP (Internet Protocol) là nền của internet, IP sẽ được chuyên chở bởi các cell của ATM trên đường dẫn suốt dọc mạng lưới (qua giao thức PPP sẽ được đề cập ở phần sau). Các cell tế bào ATM được truyền trên đường truyền không nhất thiết phải theo thứ tự cell, nhưng cần tạo lại đúng thứ tự cell ở nơi đến. Để thực hiện người ta dùng các bộ đệm để xắp xếp chúng trở lại tạo thứ tự cell như nguyên gốc. ATM thích hợp với các ứng dụng thời gian thực hơn IP. ™ Các Lớp Đáp Ứng Của ATM ATM có kích cỡ cell cố định, có thể mang 48 bytes dữ liệu của người dùng trong tổng cộng 53bytes/cell. Một lớp đáp ứng được dùng để cho phép các giao thức cấp Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 57 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL cao hơn như là PPP (Point to Point Protocol - Giao thức internet điểm tới điểm) được tải trên ATM. Có 4 lớp đáp ứng là loại 1(AAL1), loại 2(AAL2) , loại 3 / 4(AAL3/4) và loại 5(AAL5). - AAL1 cần cho các ứng dụng tốc độ không đổi như Video Broadcast Quality. - AAL2 dùng cho các dịch vụ video conference, Voice over IP (VoIP). - AAL3/4 cung cấp tốc độ bit biến đổi nhanh nhưng không cần sửa lỗi. - AAL5 đặc trưng được dùng cho LAN To LAN hay các ứng dụng internet. Những dịch vụ này không nhạy cảm về thời gian và các giao thức internet quản lý việc nhận biết lỗi và sửa lỗi. Tất cả các mẫu - form AAL hình thành 2 lớp con - sub-layer gọi là “ lớp con hội tụ CS “ (Convergence Sub-layer) và “ lớp con phân mảnh & tái tạo SAR (Segmentation and Reassembly Sublayer). Trong trường hợp AAL5, SAR rất nhỏ (có 1 bit chỉ thị rằng “ Cell này chưa là cuối của segment “) và CS bao gồm đệm thêm cell cuối cùng trong 1 segment . ™ Khung ATM Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 58 Các cell ATM có chiều dài 53 byte trong đó 48 byte dùng để mang dữ liệu cho người Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL dùng. Các giao thức dùng AAL5, dùng các khung dài hơn. Trong AAL5, vai trò chính của lớp con SAR để chỉ cell đã cho là cuối cùng của nhóm tải hay chưa, liên kết từ một khung đơn của lớp cao hơn. Lớp con hội tụ CS liên quan chính với sự đệm thêm (pading) khi khung của lớp cao hơn vượt qua kích thước khung ATM 48byte. ™ Mạch điện ảo ATM (ATM Virtual Circuits) Nhân tố có ý nghĩa nhất trong sự liên hệ giữa ADSL và ATM là địa chỉ và tạo hướng. Đường dẫn kết nối qua mạng ATM gọi là mạch điện ảo (VC). Tất cả các kết nối phải được xác định trước. Một kết nối ATM được xác định bởi 2 giá trị: Bộ nhận dạng đường dẫn ảo VPI (Virtual Path Indentifier) và Bộ nhận dạng kênh ảo VCI (Vitual Chanel Indentifier); gọi là cặp VPI/VCI. VCI là kết nối có tính đơn trị trong một VPI. Các VCI được nhóm trong các VPI tạo sự thuận tiện cho các nhà khai thác, các nhóm VCI chỉ có thể chuyển mạch trong nền cơ sở VPI. Trong một mạng lưới, mỗi chuyển mạch xắp đặt một cặp VPI/VCI incoming trên một cổng incoming tới một cặp VPI/VCI trên một cổng outgoing. ™ Routing trong mạng ATM Ví dụ sau: một mạch điện ảo được gán cho người dùng bởi một cặp giá trị VPI = 5, VCI = 37, và cần được chuyển mạch kết nối với một ISP ở một kết nối được xác định bởi một cặp VPI = 7, VCI = 43. Kết nối này phải thông qua nhiều chuyển mạch để tới điểm đến. Tại mỗi chuyển mạch các cặp giá trị VPI/VCI sẽ được gán thay đổi giá trị từ kênh này sang kênh khác. Mạch ảo end to end là kết quả của sự xắp đặt tuần tự các kết nối ảo trong mạng. Vì vậy, ở đầu cuối người dùng cũng cần xác định một cặp giá trị VPI / VCI để xác định kết nối khi dùng chuyển mạch ATM. Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 59 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL 2. Vai Trò Của Giao Thức PPP Ứng dụng lớp cao trong internet thực hiện qua giao thức TCP/IP, để chuyển tải các gói IP qua mạng ATM (lớp vật lý) cần có một giao thức trung gian, đó là giao thức PPP (point to point protocol). Thông qua giao thức này các ISP thực hiện điều khiển, kiểm tra giám sát lưu lượng, thẩm quyền truy cập và tính cước. Thực tế các gói dữ liệu trước khi chuyển tới ATM, nó phải được chuyển trung gian qua PPP và Ethernet trước. Có 4 cách để đặt TCP/IP vào trong ATM: • Cách 1 : TCP/IP - PPP - ATM. ( còn gọi PPP over ATM) Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 60 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL • Cách 2 : TCP/IP - PPP - Ethernet - ATM. (còn gọi PPP over Ethernet) • Cách 3 : TCP/IP - ATM. ( còn gọi IP over ATM) • Cách 4 : TCP/IP - Ethernet - ATM. (còn gọi Ethernet over ATM) (Nhà cung cấp dịch vụ phải cung cấp cho khách hàng biết cách nào trong 4 cách trên) ™ Đa Giao Thức Kết Hợp (MultiProtocol Encapsulation) Trong các hệ thống đang được xem xét ở đây, tất cả dùng truyền tải TCP/IP qua ATM (hay TCP/IP bên trong PPP), nhiều tiêu chuẩn dùng trong ADSL cho phép truyền dẫn với giao thức khác nhau qua ATM. Có 2 cách để thực hiện: - Dùng đa mạch VC Multiplexed: Trường hợp này giao thức thực hiện bởi ATM VC (Virtual Circuit). Hai đầu cuối phải thống nhất. Nếu hai đầu cần xử lý giao thức khác thì họ cần cần phải cấu hình nhân công trên một ATM VC khác. - Dùng LLC Multiplexed: Trường hợp này giao thức thực hiện bởi ATM VC được mô tả như trong LLC (Logical Link Control) và một header được thêm khi bắt đầu một luồng dữ liệu. Nếu hai đầu cần xử lý giao thức khác thì họ có thể thực hiện trên cùng ATM VC bởi sự thay đổi giao thức đã xác định trong LLC header. Nhà cung cấp dịch vụ sẽ xác định 1 trong 4 cách chuyển tải TCP/IP qua ATM tương ứng RFC1483R, RFC14873B hay PPP qua ATM; và nhà cung cấp dịch vụ phải xác định dùng VC Multiplexing hay LLC Multiplexing. 2.1. PPP over ATM dùng Đa kênh ảo (VC Multiplexed) PPP over ATM (PPPoA) được xác định trong RFC2364 (PPP over AAL5). Trong đặc tính này có 2 tùy chọn VC-Multiplexed và LLC –Multiplexed . Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 61 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL 2.2. PPP over ETHERNET PPP over Ethernet (PPPoE) được xác định bởi RFC2516 (Phương pháp truyền PPP qua Ethernet), nó không phải là tiêu chuẩn quốc tế. Cách gọi đúng nhất là “PPP qua Ethernet hay qua ATM – PPP Over Ethernet hay Over ATM). PPPoE nó phức tạp hơn các phương pháp đã mô tả, vì nó phải xác định 2 tầng hoạt động (discovery và PPP); các thủ tục hoạt động cho tầng discovery và các thủ tục cho sự chuyển dịch giữa hai tầng. Tầng Discovery cần trong việc xắp đặt server (gọi là HOST) có thể hỏi Client PC trong địa chỉ MAC Ethernet của nó, thiết lập một ID session PPPoE và chuyển tin tức này tới một server khác được gọi là bộ tập trung truy cập - Acess Concentrator. Khi discovery hoàn thành, các khung PPP có thể chuyển sang trạng thái bình thường. 3. IP over ATM Có 2 biến thể là RFC1483R và RFC1577. RFC1483 (Multiprotocol Encapsulation over ATM Adaption Layer 5) ngày nay thay cho RFC2684. Tiêu chuẩn này bao gồm hỗ trợ giao thức định hướng (giống IP) và giao thức không định hướng (giống Ethernet). Nó cũng có kết hợp các tùy chọn cho VC Multiplexing và LLC Multiplexing. RFC1577 (Classical IP and ARP over ATM) ngày nay thay cho RFC2225 - là một triển khai tổng quát cho phép đa điểm- multipoint mạng IP được triển khai trong mạng ATM. Nó kết hợp một version đặc biệt ATM của giao thức ARP. RFC1577/2225 xuất hiện rất phổ biến IP over ATM dùng LLC Multiplexed trong RFC1483/2684 - Sơ đồ khối ở đây mô tả cho cả hai , nhưng có các khác nhau trong các thủ tục cài đặt tạo phân lớp IP qua ATM (Classical IP over ATM ) nhận biết sự khác biệt từ tạo hướng IP qua ATM (Routed IP over ATM) Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 62 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn Tài liệu giảng dạy ADSL Chương 3 ADSL IP over ATM - VC Multiplexed: VC trên cơ sở ghép (mutiplexing) các giao thức định hướng từ RFC 1483/2684. IP over ATM - LLC Multiplexed: LLC trên cơ sở ghép (Multiplexing) IP từ RFC1483/2684. 4. Ethernet over ATM Ethernet Over ATM được biết chung như tiêu chuẩn RFC1484B. Tiêu chuẩn “ Đa giao thức kết hợp qua ATM mức đáp ứng AAL5 “ RFC 1483 (Multiprotocol Encapsulation Over ATM Adaption Layer 5) ngày nay được thay cho RFC2684. Tiêu chuẩn này hỗ trợ các giao thức định hướng (giống IP) và các giao thức không định hướng (như Ethernet). Nó cũng kết hợp việc sử dụng tuỳ chọn VC – Multiplexing và LLC – Multiplexing . Ethernet over ATM Dùng VC Multiplexed: trên cơ sở ghép Ethernet từ tiêu chuẩn RFC1483/2684 . Ethernet over ATM dùng LLC Multiplexed: trên cơ sở ghép ethernet từ tiêu chuẩn RFC1483/2684 . Dương Hoàng Thái. Khoa CNTT. Trường TH BCVT & CNTT III 63 Email: thaidh_bd3@vnpt.com.vn