Chương 2 Ghép kênh PCM, PDH, SDH thuộc bài giảng ghép kênh tín hiệu số, cùng nắm kiến thức trong chương này thông qua việc tìm hiểu các nội dung chính sau: ghép kênh PCM, ghép kênh PDH, ghép kênh SDH.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Ghép kênh tín hiệu số: Chương 2 - GV. Ngô Thu Trang
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
CHƯƠNG 2
GHÉP KÊNH PCM,
PDH, SDH
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 1
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (1)
Mục đích:
Ghép các kênh thoại thành một luồng số chuẩn hóa
Kĩ thuật ghép kênh:
TDM đồng bộ
Nguyên lí hoạt động:
Chuyển đổi tín hiệu thoại tương tự tại mỗi máy đầu cuối ở dạng
tương tự thành tín hiệu số sử dụng lượng tử hóa không đều, sau đó
ghép lại thành luồng số tốc độ cao
Phân loại:
N: số lượng kênh thoại được ghép
N=30: tiêu chuẩn châu Âu, luồng số E1; bộ nén A
N=24: tiêu chuẩn Bắc Mĩ, luồng số T1; bộ nén µ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 2
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (2)
Sơ đồ khối bộ ghép kênh PCM
LPF LM MH-NS Ghép Lập mã Đầu ra
kênh đường
TX ĐB
1 SĐ1
1
Bộ TX phát
LPF CXK N
Xử lý báo
hiệu
LPF LM
N
Bộ TX thu
N 1
SĐN
CXK Tách kênh Giải mã Đầu vào
LPF GM-DS
đường
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 3
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (3)
Cấu trúc khung và đa khung PCM-30
TĐK = 125 s 16 = 2 ms
Đa khung
Fo F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15
TK = 125 s
Khung TS0 TS1 TS2 TS15 TS16 TS17 TS29 TS30 TS31
A= 0 -có đồng bộ khung
A = 1- mất đồng bộ khung
Các khung chẵn Khung F0
Khung F0 Si - sử dụng cho quốc tế
Si 0 0 1 1 0 1 1 0 0 00 x Y x x Sn, x- sử dụng cho quốc gia
Khung F1 F15 Y= 0- có đồng bộ đa khung
Các khung lẻ Y= 1- mất đồng bộ đa khung
Si 1 A Sn Sn Sn Sn Sn a b c d a b c d abcd - 4 bit báo hiệu
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 4
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (4)
Cấu trúc khung và đa khung PCM – 30:
Tốc độ bit:
V=8bit/TS*32TS/khung*8.103khung/s=2048Kb/s
Mô tả:
• Đa khung gồm 16 khung
• Mỗi khung gồm 32 TS: chứa 30 kênh thoại và 1 kênh đồng bộ, 1 kênh
báo hiệu
• Khe TS0 của:
– Các khung chẵn: bit Si dùng cho quốc tế và từ mã đồng bộ khung
– Các khung lẻ: bit Si dùng cho quốc tế, bit thứ 2 luông đặt bằng 1, bit thứ 3
dùng cho cảnh báo xa khi mất đồng bộ khung, 5 bit còn lại dùng cho quốc
gia
• Khe TS16 của:
– Khung F0: 4 bit đầu tiên là từ mã đồng bộ đa khung, bit thứ 6 dùng cho
cảnh báo xa khi mất đồng bộ đa khung, các bit còn lại dùng cho quốc gia
– Khung F1-F15: 4 bit đầu truyền báo hiệu của các kênh 1 đến kênh 15; 4 bit
cuối truyền báo hiệu của các kênh 16 đến 30
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 5
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (5)
Cấu trúc khung và đa khung PCM – 24:
TĐK = 125s 24 = 3 ms
F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 F16 F17 F18 F19 F20 F21 F22 F23 F24
m m m m m m m m m m m m
e5 e6
e1 0 e2 0 e3 1 e4 0 1 1
A B C D
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 6
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (6)
Cấu trúc khung PCM – 24
Mô tả:
• Mỗi khung gồm 24 TS chứa 24 kênh thoại và 1 bit cờ
Tốc độ bit:
V=(8bit/TS*24TS/khung+1)*8.103khung/s=1544Kb/s
Cấu trúc đa khung 24 khung
Đa khung gồm 12 khung hoặc 24 khung
Đa khung 24 khung:
• Bit F các khung F4, F8, F12, F16, F20, F24: tạo từ mã đồng bộ đa khung
001011
• Bit F các khung F2, F6, F10, F14, F18, F22: tạo mã CRC-6
• Bit F các khung còn lại: dùng cho đồng bộ khung và cảnh báo mất đồng bộ
khung
• Khung F6, F12, F18, F24: bit thứ 8 của tất cả các TS được sử dụng để truyền
báo hiệu
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 7
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (7)
Cấu trúc đa khung 12 khung:
TĐK = 125s 12 = 1,5 ms
F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12
m m m m m m m
e1 e2 e3
0 0 1
A B
Bit F các khung chẵn: tạo từ mã đồng bộ đa khung 00111 và
bit S cảnh báo mất đồng bộ đa khung
Bit F các khung lẻ: tạo từ mã đồng bộ khung 101010
Khung F6 và F12: bit thứ 8 của tất cả các TS được sử dụng
để truyền báo hiệu
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 8
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (8)
Nén – dãn tín hiệu:
Lượng tử hóa không đều áp dụng cho tín hiệu thoại
Khái niệm:
• Thực hiện lượng tử hóa đều toàn bộ biên độ của tín hiệu đòi hỏi
số lượng mức lượng tử hóa lớn -> số lượng bit mã hóa lớn.
• Đưa ra qui luật lượng tử hóa không đều: nén biên độ tín hiệu về
các giá trị nhỏ hơn giảm số lượng mức lượng tử hóa
• Ở phía phát có bộ nén được đặt trước bộ mã hóa thì phía thu
phải có bộ dãn đặt trước bộ giải mã
• Tín hiệu đầu vào, đầu ra của bộ nén và bộ dãn đều là tín hiệu
analog bộ nén – dãn analog: sử dụng các phần tử phi tuyến
• Tín hiệu đầu vào, đầu ra của bộ nén và bộ dãn đều là tín hiệu số
bộ nén – dãn số: sử dụng các vi mạch
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 9
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (9)
Nén – dãn analog: Ax 1
khi 0 x
Đặc tính biên độ:
y 1 ln A A
• Luật A: 1 ln Ax khi 1 x 1
1 ln A
A
• Luật µ: ln( 1 x )
y khi 0 x 1
ln( 1 )
• Trong đó: x=Vin/Vmax; Vmax: điện áp vào ứng với điểm bão hòa của đặc
tính biên độ bộ nén
• Vin: điện áp vào (biến thiên từ 0÷2048Δ; Δ: mức lượng tử hóa đều)
Đặc điểm bộ nén:
• Số lượng mức lượng tử giảm từ 2048 xuống còn 128 mức
• Lượng tử hóa không đều: biên độ mức lượng tử tăng khi biên độ tín
hiệu tăng
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 10
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (10)
Cấu tạo bộ nén – dãn analog:
Hoạt động của bộ nén:
Tín hiệu vào bé một trong
hai diode mở ít (điện trở lớn)
tín hiệu rẽ mạch ít suy
hao bộ nén bé
Tín hiệu vào tăng điện trở
thuận diode giảm suy hao
bộ nén lớn biên độ vào
càng lớn sẽ bị nén nhiều
Hình trên: bộ nén
Hình dưới: bộ dãn
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 11
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (11)
Nén – dãn số:
Vra
Dựa trên biểu thức toán học của bộ nén analog theo tiêu chuẩn
128
châu Âu, bộ nén A=87,6/13
112 VII
VI
96
V
80
IV
64
III
48
II
32
I
16
0
0
256 512 1024 2048 Vvào
128
64
32
16
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 12
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (12)
Đặc điểm của đặc tính biên độ:
Hình vẽ đặc tính biên độ thể hiện cho nhánh dương, nhánh âm đối
xứng qua gốc tọa độ
Biên độ chia thành 13 đoạn:
• Mỗi nhánh có 8 đoạn, đoạn I và đoạn II có cùng bước lượng tử hóa và
có cùng độ dốc được ghép lại thành một đoạn còn 7 đoạn
• Hai đoạn bắt đầu từ gốc tọa độ có cùng độ dốc và cùng bước lượng tử
hóa ghép thành 1 đoạn
Trong mỗi đoạn được lượng tử hóa đều với 16 mức lượng tử hóa
Sử dụng một bit b1 để mã hóa dấu của giá trị biên độ (biên độ
mang giá trị âm và dương)
Việc mã hóa biên độ tín hiệu chỉ cần quan tâm đến giá trị tuyệt đối
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 13
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (13)
Lượng tử hóa trong đoạn:
Mỗi đoạn được chia thành 16 mức lượng tử hóa với bước
lượng tử hóa đều nhau, đánh số từ 0 đến 15
Bước lượng tử hóa của các đoạn khác nhau là khác nhau,
bước lượng tử hóa của đoạn sau lớn hơn gấp đôi bước
lượng tử hóa của đoạn trước liền kềlượng tử hóa không
đều
So sánh bước lượng tử hóa đều Δ và không đều Δn:
Δn = (V2n-V1n)/16
Trong đó: n là chỉ số thứ tự đoạn từ 0 đến 7
V2n,V1n: giá trị điện áp tại đầu đoạn và cuối đoạn thứ n
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 14
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (14)
Mã hóa – nén số:
Thứ tự đoạn Số lượng bước
Xung lấy mẫu VPAM được lượng tử đều
chuyển thành từ mã 8 bit
0 16Δ
Bit b1: chỉ thị dấu của giá
trị biên độ đoạn I 16Δ
Bit b2b3b4: mã hóa đoạn II 32Δ
Bit b5b6b7b8: mã hóa mức III 64Δ
lượng tử trong đoạn
IV 128Δ
V 256Δ
VI 512Δ
VII 1024Δ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 15
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (15)
Mã hóa đoạn: Thứ tự đoạn Từ mã đoạn
Sử dụng ba bit b2b3b4 b2 b3 b4
để đánh số thứ tự các
0 000
đoạn từ 0 đến 7 trong
nhánh dương I 001
II 010
III 011
IV 100
V 101
VI 110
VII 111
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 16
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
TỪ MÃ CÁC BƯỚC
TT bước b5 b6 b7 b8 TT bước b5 b6 b7 b8
0 0000 8 1000
1 0001 9 1001
2 0010 10 1010
3 0011 11 1011
4 0100 12 1100
5 0101 13 1101
6 0110 14 1110
7 0111 15 1111
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 17
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
CÁC NGUỒN ĐIỆN ÁP CHUẨN
Thứ tự Mã đoạn Điện áp mẫu chọn bước trong đoạn Điện áp mẫu
đoạn b2 b3 b4 b8 b7 b6 b5 đầu đoạn
0 000 2 4 8 0
I 001 2 4 8 16
II 010 2 4 8 16 32
III 011 4 8 16 32 64
IV 100 8 16 32 64 128
V 101 16 32 64 128 256
VI 110 32 64 128 256 512
VII 111 64 128 256 512 1024
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 18
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (16)
Quy trình mã hóa:
So sánh giá trị biên độ xung lượng tử chưa nén với nguồn
điện áp mẫu để xác định giá trị các bit
Xác định giá trị các bit trong từ mã theo lần lượt: bit b1 trước
(bit dấu), đến các bit b2b3b4 (chọn đoạn), cuối cùng là các bit
b5b6b7b8 (chọn bước lượng tử hóa)
Bước 1: Chọn bit dấu b1
VPAM≥0∆ thì b1=1; VPAM
- BÀI GIẢNG MÔN
GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ
GHÉP KÊNH PCM (17)
Bước 2: Chọn đoạn (b2b3b4)
Xác định b2:
• VPAM≥128∆ thì b2=1; VPAM
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
