intTypePromotion=1

Bài giảng Kỹ thuật thông tin số: Chương 6 - Ghép kênh và truyền dẫn tín hiệu số

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

0
2
lượt xem
0
download

Bài giảng Kỹ thuật thông tin số: Chương 6 - Ghép kênh và truyền dẫn tín hiệu số

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Bài giảng Kỹ thuật thông tin số: Chương 6 - Ghép kênh và truyền dẫn tín hiệu số" được biên soạn nhằm hướng dẫn kỹ thuật khôi phục đồng hồ, khôi phục tín hiệu số và các vấn đề thường nảy sinh khi truyền thông tin qua một số môi trường truyền. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật thông tin số: Chương 6 - Ghép kênh và truyền dẫn tín hiệu số

  1. - Chæång VI - Chæång 6 Gheïp kãnh vaì truyãön dáùn tên hiãûu säú Trong nhiãöu æïng duûng thäng tin, caïc tên hiãûu mang tin khaïc nhau phaíi âæåüc truyãön âi trãn mäüt kãnh váût lyï chung. Kãnh naìy coï thãø laì mäüt caïp âån, mäüt såüi quang hay trong træåìng håüp vä tuyãún laì khoaíng khäng tæû do giæîa hai antenna. Kyî thuáût chia seí kãnh váût lyï chung naìy âæåüc goüi laì gheïp kãnh (multiplexing) . Âãø coï thãø taïch laûi âæåüc caïc tên hiãûu sau khi gheïp kãnh, caïc tên hiãûu âoï phaíi "âuí phán biãût âæåüc våïi nhau" theo mäüt caïch naìo âoï, hay thæåìng âæåüc goüi laì træûc giao nhau. Pháön âáöu cuía chæång trçnh baìy hai phæång phaïp gheïp kãnh chênh laì gheïp kãnh phán chia theo táön säú FDM (Frequency Division Multiplexing) vaì gheïp kãnh phán chia theo thåìi gian TDM (Time Division Multiplexing). Trong pháön gheïp kãnh phán chia theo thåìi gian seî âi vaìo chi tiãút hai kiãøu phán cáúp hãû thäúng TDM laì phán cáúp cáûn âäöng bäü PDH (Plessiochronous Digital Hierarchy) vaì phán cáúp âäöng bäü SDH (Synchronous Digital Hierarchy). Mäüt kyî thuáût khaïc tæång tæû nhæ gheïp kãnh seî âæåüc trçnh baìy tiãúp theo. Âoï laì kyî thuáût âa truy cáûp (multiple accessing) - cho pheïp nhiãöu càûp thu - phaït cuìng chia seí mäüt âæåìng truyãön dáùn chung. Váún âãö thiãút yãúu cuía âa truy cáûp chênh laì chia seí taìi nguyãn haûn chãú mäüt caïch hiãûu quaí vaì håüp lyï. Trong näüi dung âa truy cáûp, seî baìn vãö ba kyî thuáût âa truy cáûp phäø biãún laì âa truy cáûp phán chia theo táön säú FDMA (Frequency Division Multiple Accessing), âa truy cáûp phán chia theo thåìi gian TDMA (Time Division Multiple Accessing) vaì âa truy cáûp phán chia theo maî CDMA (Code Division Multiple Accessing). Näü dung chênh cuäúi cuìng trong chæång laì truyãön dáùn tên hiãûu säú. Pháön naìy liãn quan âãún kyî thuáût khäi phuûc âäöng häö, khäi phuûc tên hiãûu säú vaì caïc váún âãö thæåìng naíy sinh khi truyãön thäng tin qua mäüt säú mäi træåìng truyãön. 6.1 Gheïp kãnh phán chia theo táön säú ( FDM ) FDM laì kyî thuáût gheïp kãnh truyãön thäúng âäúi våïi thoaûi vaì caïc æïng duûng quaíng baï. FDM thæûc hiãûn truyãön âäöng thåìi caïc tên hiãûu khaïc nhau qua cuìng mäüt kãnh bàng räüng bàòng caïch sæí duûng caïc soïng mang táön säú khaïc nhau. Sæû træûc giao giæîa caïc tên hiãûu åí âáy chênh laì træûc giao vãö táön säú. Phäø cuía caïc tên hiãûu naìy khäng bë chäöng lãn nhau. Do caïc tên hiãûu naìy lãûch táön våïi nhau nãn bàòng caïc bäü loüc bãn thu, ta coï thãø taïch riãng caïc tên hiãûu ra. 6.1.1 Nguyãn lyï gheïp vaì taïch kãnh FDM Hçnh 6.1 laì så âäö khäúi cuía bäü gheïp kãnh FDM bãn phaït. Træåïc tiãn, N tên hiãûu khaïc nhau âæåüc âiãöu chãú våïi N soïng mang phuû coï táön säú khaïc nhau, räöi cäüng táút caí caïc soïng mang phuû âaî âiãöu chãú laûi, taûo thaình tên hiãûu täøng håüp bàng cå såí. Coï thãø sau âoï tên hiãûu täøng håüp naìy âæåüc âiãöu chãú våïi mäüt soïng mang chênh, hçnh thaình tên hiãûu FDM âãø truyãön qua kãnh bàng räüng. Kiãøu âiãöu chãú duìng trong âiãöu chãú soïng mang phuû vaì âiãöu chãú soïng mang chênh coï - 127 -
  2. - Chæång VI - fSC1 x1(t) Loüc Tên hiãûu FDM fSC2 x(t) x2(t) Loüc ∑ Âiãöu chãú chênh Tên hiãûu täøng håüp fSCN bàng cå såí xN(t) Loüc Âiãöu chãú soïng mang phuû Hçnh 6.1 Bäü phaït FDM |X(f)| f 0 BSC1 BSC2 BSCN B Hçnh 6.2 Phäø cuía tên hiãûu täøng håüp bàng cå såí fSC1 x1(t) Loüc Tên hiãûu FDM fSC2 x2(t) Loüc Giaíi âiãöu chãú chênh Tên hiãûu täøng håüp fSCN bàng cå såí xN(t) Loüc Giaíi âiãöu chãú soïng mang phuû Hçnh 6.3 Bäü thu FDM - 128 -
  3. - Chæång VI - thãø khaïc nhau. Táút caí caïc kiãøu âiãöu chãú âãöu coï thãø duìng âæåüc, vê duû nhæ AM, DSB, SSB, PM, FM ... Hçnh 6.2 laì phäø cuía tên hiãûu FDM, bao gäöm táút caí caïc tên hiãûu âiãöu chãú khäng bë chäöng phäø, nãúu khäng thç xuyãn ám giæîa caïc tên hiãûu seî xuáút hiãûn taûi âáöu ra cuía bäü thu. Bãn thu, tên hiãûu FDM træåïc hãút âæåüc giaíi âiãöu chãú âãø taûo laûi tên hiãûu täøng håüp bàng cå såí, sau âoï qua caïc bäü loüc âãø phán chia caïc soïng mang phuû ra. Cuäúi cuìng, caïc soïng mang phuû âæåüc giaíi âiãöu chãú âãø taûo laûi caïc tên hiãûu ban âáöu. Hçnh 6.3 laì så âäö bäü taïch kãnh FDM bãn thu. 6.1.2 Phán cáúp hãû thäúng âiãûn thoaûi FDM âiãøn hçnh Hçnh 6.4 minh hoüa sæû phán cáúp cuía hãû thäúng âiãûn thoaûi FDM theo Cäng ty âiãûn thoaûi vaì âiãûn baïo Hoa Kyì (AT&T). FDM mæïc 1 FDM mæïc 2 FDM mæïc 3 fSC = 108 fSC = 612 fSC = 3396 fSC = 104 fSC = 564 fSC = 3148 fSC = 100 fSC = 516 fSC = 2900 fSC = 96 fSC = 468 fSC = 2652 fSC = 92 fSC = 420 fSC = 2356 fSC = 88 fSC = 2108 Tên hiãûu FDM Tên siãu nhoïm hiãûu fSC = 84 fSC = 1860 Tên hiãûu FDM FDM nhoïm cå såí nhoïm fSC = 80 fSC = 1612 chuí fSC = 76 fSC = 1364 fSC = 72 fSC = 1116 fSC = 68 fSC = 64 Hçnh 6.4 Phán cáúp FDM theo AT&T (fSC tênh bàòng kHz) - 129 -
  4. - Chæång VI - ÅÍ âáy, 12 tên hiãûu thoaûi tæång tæû (coìn goüi laì 12 kãnh thoaûi) âæåüc gheïp kãnh phán táön säú sæí duûng kiãøu âiãöu chãú SSB, taûo thaình FDM nhoïm cå baín (basic group). Bàng thäng cuía tên hiãûu FDM nhoïm cå baín laì 48 kHz, chiãøm daíi táön säú tæì 60 - 108 kHz. Váûy mäùi tên hiãûu FDM nhoïm cå baín coï thãø thay bàòng mäüt tên hiãûu coï bàng thäng räüng 48 kHz. Mäùi kãnh thoaûi tæång tæû coï bàng thäng tæì 0.3 - 3.4 kHz âæåüc sàõp xãúp cho chiãúm mäüt daíi táön säú 4 kHz. Khoaíng táön säú daình thãm naìy goüi laì daíi phoìng vãû (guard band). YÏ nghéa cuía chuïng laì daình mäüt khoaíng caïch giæîa caïc kãnh lán cáûn âãø bäü taïch kãnh FDM coï thãø taïch riãng caïc kãnh ra bàòng caïc bäü loüc thæûc tãú. Cáúp gheïp cao hån trong hãû thäúng âiãûn thoaûi FDM laì siãu nhoïm (super group), gheïp tæì 5 tên hiãûu FDM nhoïm cå baín, kiãøu âiãöu chãú laì SSB, bàng thäng laì 240 kHz, bao gäöm 60 kãnh thoaûi. Tæång tæû nhæ trãn, mäùi tên hiãûu FDM siãu nhoïm coï thãø xem tæång âæång våïi mäüt tên hiãûu coï bàng thäng räüng 240 kHz. Tiãúp theo, 10 tên hiãûu FDM siãu nhoïm coï thãø gheïp kãnh phán táön säú duìng kiãøu âiãöu chãú SSB âãø taûo thaình mäüt tên hiãûu FDM nhoïm chuí (master group) coï bàng thäng laì 2.52 MHz chæïa 600 kãnh thoaûi. Kyî thuáût FDM âáöu tiãn laì âæåüc duìng cho thäng tin tæång tæû vaì ngaìy nay âang âæåüc duìng laûi trong caïc hãû thäúng thäng tin såüi quang. ÅÍ âoï, caïc bæåïc soïng khaïc nhau âæåüc duìng âãø truyãön âäöng thåìi caïc tên hiãûu khaïc nhau trãn mäüt såüi quang. Luïc naìy, thuáût ngæî gheïp kãnh phán chia theo bæåïc soïng WDM (Wavelength Division Multiplexing) thæåìng âæåüc duìng nhiãöu hån thuáût ngæî FDM. 6.2 Gheïp kãnh phán chia theo thåìi gian ( TDM ) TDM laì kyî thuáût gheïp kãnh cho caí tên hiãûu tæång tæû vaì säú. Tuy nhiãn vãö nguyãn tàõc, tên hiãûu tæång tæû phaíi âæåüc säú hoïa træåïc khi gheïp. Cuîng coï thãø thæûc hiãûn láúy máùu kãút håüp våïi gheïp kãnh TDM nhæ âaî trçnh baìy trong chæång 3. TDM thæûc hiãûn truyãön caïc tên hiãûu khaïc nhau qua cuìng mäüt kãnh bàng räüng våïi cuìng táön säú nhæng vaìo caïc thåìi âiãøm khaïc nhau. Sæû træûc giao giæîa caïc tên hiãûu åí âáy chênh laì træûc giao vãö thåìi gian. Trong khäúi gheïp kãnh bãn phaït, thåìi gian âæåüc phán thaình caïc khe thåìi gian, áún âënh mäùi khe cho mäüt doìng säú âãún tæì mäüt kãnh khaïc nhau theo caïch xoay voìng. Viãûc taïch kãnh âæåüc thæûc hiãûn bãn thu bàòng caïch chuyãøn maûch tên hiãûu thu vaìo caïc thåìi âiãøm thêch håüp. Khaïc våïi FDM, trong hãû thäúng TDM, yãu cáöu táút caí caïc bäü phaït vaì thu phaíi tuán theo mäüt âäöng häö chung. 6.2.1 Nguyãn lyï gheïp vaì taïch kãnh TDM Âãø minh hoüa cho nguyãn lyï gheïp vaì taïch kãnh TDM, ta xeït vê duû âån giaín laì gheïp TDM cho 3 tên hiãûu tæång tæû x1(t), x2(t) vaì x3(t) , sau âoï truyãön qua hãû thäúng PCM nhæ hçnh 6.5. Bäü láúy máùu kãút håüp våïi gheïp kãnh coï thãø xem nhæ mäüt bäü chuyãøn maûch 3 âáöu vaìo, láön læåüt láúy máùu caïc tên hiãûu tæång tæû trong 3 kãnh. Nhæ váûy âáöu ra cuía bäü láúy máùu chênh laì daîy xung PAM âæåüc láúy máùu láön læåüt tæì ba tên hiãûu tæång tæû vaìo. Táön säú láúy máùu âæåüc xaïc âënh theo âënh lyï láúy máùu nhæ træåìng håüp khäng gheïp kãnh. Goüi táön säú láúy máùu laì fS, chu kyì láúy máùu laì - 130 -
  5. - Chæång VI - TS = 1/ fS, khoaíng caïch giæîa hai xung PAM caûnh nhau trong daîy xung TDM-PAM laì TS/ 3. Bäü chuyãøn maûch bãn thu phaíi âäöng bäü hoaìn toaìn våïi bäü chuyãøn maûch bãn phaït âãø caïc xung PAM xuáút hiãûn chênh xaïc trong kãnh tæång æïng. Âiãöu naìy âæåüc goüi laì âäöng bäü khung (frame synchronization). Bäü loüc thäng tháúp (LPF) âæåüc sæí duûng âãø taïi taûo tên hiãûu tæång tæû tæì caïc xung PAM. Nãúu bàng thäng cuía kãnh truyãön khäng âuí räüng thç coï thãø xaíy ra giao thoa liãn kyï tæû ISI duì cho âäöng bäü trong hãû thäúng váùn âæåüc duy trç täút. Tên hiãûu trong kãnh naìy coï thãø xuáút hiãûn trong kãnh khaïc vaì goüi hiãûn tæåüng naìy laì xuyãn ám (crosstalk). Hçnh 6.6 minh hoüa daûng soïng tên hiãûu tæång tæû vaìo vaì daîy xung TDM-PAM cho hãû thäúng gheïp 3 kãnh trãn hçnh 6.5. Âãø âån giaín, giaí sæí bãö räüng caïc xung PAM laì 0. x1(t) x1(t) TDM PCM LPF TDM PAM TDM PCM TDM PAM & nhiãùu x2(t) x2(t) ADC Kãnh DAC LPF x3(t) x3(t) LPF Âäöng bäü T/h tæång tæû vaìo T/h tæång tæû ra Hçnh 6.5 Hãû thäúng TDM - PCM 3 kãnh TS/3 x1(t) t x2(t) TS x3(t) Hçnh 6.6 Minh hoüa daûng soïng tên hiãûu tæång tæû vaìo vaì tên hiãûu TDM-PAM cuía hãû thäúng TDM-PCM 3 kãnh hçnh 6.5 6.2.2 Âäöng bäü khung (frame synchronisation) trong hãû thäúng TDM Tæì phán têch trãn vãö hoaût âäüng gheïp/ taïch kãnh TDM, ta tháúy âäöng bäü khung laì cáön thiãút âãø bãn thu coï thãø phán biãût chênh xaïc dæî liãûu trong kãnh naìy våïi dæî liãûu trong kãnh khaïc, tæì âoï dæî liãûu âæåüc âæa âãún kãnh âáöu ra thêch håüp. Coï thãø cung cáúp âäöng bäü khung cho maûch taïch kãnh bãn thu bàòng hai caïch: gåíi tên hiãûu âäöng bäü khung tæì bäü phaït trãn mäüt kãnh riãng hoàûc cheìn tên hiãûu âäöng bäü khung vaìo chênh tên hiãûu TDM. Caïch thæï hai kinh tãú hån do khäng cáön mäüt kãnh âäöng bäü riãng. Nhæ minh hoüa trãn hçnh 6.7, tên hiãûu âäöng bäü khung (coìn goüi laì tæì maî âäöng bäü khung) coï thãø âæåüc gheïp kãnh - 131 -
  6. - Chæång VI - cuìng våïi caïc tæì maî mang tin trong hãû thäúng TDM-N kãnh bàòng caïch truyãön tæì maî âäöng bäü khung K bit vaìo âáöu cuía mäùi khung. Dæî liãûu kãnh N s1 s2 sK Dæî liãûu kãnh 1 Dæî liãûu kãnh 2 Dæî liãûu kãnh N s1 Âäöng bäü khung Tin Khung Hçnh 6.7 Khuän daûng cuía mäüt khung TDM Hçnh 6.8 laì maûch khäi phuûc âäöng bäü khung tæì doìng tên hiãûu TDM thu. Vãö nguyãn tàõc, maûch âäöng bäü khung tênh tæång quan cheïo giæîa tên hiãûu TDM khäi phuûc våïi tæì maî âäöng bäü khung S = (s , s ,..., s ) âæåüc xaïc âënh bàòng caïc hãû säú nhán cäú âënh laì (s , s ,..., s ) . Giaí sæí caïc 1 2 K 1 2 K bit âäöng bäü âæåüc âënh daûng laì s = ±1 . Theo nhëp âäöìng häö thu, caïc bit trong tên hiãûu TDM i láön læåüt âæåüc dëch vaìo thanh ghi K ä. Näüi dung thanh ghi chênh laì K bit gáön nháút. Caïc bit naìy âæåüc nhán våïi caïc bit cuía tæì maî âäöng bäü khung (s , s ,..., s ) , sau âoï âæåüc cäüng laûi räöi âæa 1 2 K âãún âáöu vaìo dæång cuía maûch so saïnh. Khi K bit cuía tæì maî âäöng bäü khung xuáút hiãûn trong doìng tên hiãûu TDM vaì âæåüc âæa vaìo thanh ghi thç bit s1 åí trong ä s1, bit s2 åí trong ä s2, . . . Luïc naìy âiãûn aïp vaìo bäü so saïnh laì: 2 2 2 v C = s1 + s 2 + ... + s K = K K laì âiãûn aïp låïn nháút coï thãø coï âäúi våïi daîy dæî liãûu báút kyì trong thanh ghi. Âàût ngæåîng cuía bäü so saïnh nhoí hån K mäüt êt, laì v = K − 1 , thç âáöu ra cuía bäü so saïnh seî åí mæïc cao chè trong T khoaíng Tb giáy khi tæì maî âäöng bäü khung hoaìn toaìn sàõp xãúp trong thanh ghi. Nhæ váûy, tên hiãûu âäöng bäü khung âaî âæåüc khäi phuûc. TDM 1 2 3 K Clk s1 sK vC + Âäöng bäü khung vT _ Hçnh 6.8 Maûch âäöng bäü khung Khaí nàng khäi phuûc nháöm coï thãø xaíy ra khi caïc bit tin liãn tiãúp giäúng nhæ tæì maî âäöng bäü khung. Roî raìng xaïc suáút khäi phuûc nháöm seî giaím xuäúng nãúu ta tàng chiãöu daìi tæì maî âäöng bäü - 132 -
  7. - Chæång VI - khung lãn. Cuîng coï thãø maî hoïa tæì maî âäöng bäü khung theo mäüt caïch riãng sao cho khoï truìng våïi doìng bit tin. Thæûc tãú thæåìng duìng daîy giaí ngáùu nhiãn PN (Pseudorandom Noise) âãø laìm tæì maî âäöng bäü. 6.2.3 Caïc phæång phaïp gheïp kãnh TDM Xeït vãö phæång diãûn truyãön dáùn, coï hai chãú âäü truyãön näúi tiãúp laì truyãön näúi tiãúp âäöng bäü vaì truyãön näúi tiãúp khäng âäöng bäü. Hãû thäúng säú phaíi âæåüc thiãút kãú âãø coï thãø hoaût âäüng âæåüc trong caí âæåìng truyãön näúi tiãúp âäöng bäü vaì khäng âäöng bäü. Trong hãû thäúng âäöng bäü (synchronous system), âäöng häö näüi cuía mäùi thiãút bë âæåüc thiãút kãú âãø hoaût âäüng äøn âënh láu daìi vaì âäöng bäü våïi âäöng häö chuí cuía hãû thäúng. Mäùi bit trong dæî liãûu âæåüc khoaï pha våïi âäöng häö chuí. Tên hiãûu âäöng bäü âæåüc phaït cho bãn thu trãn mäüt âæåìng âäöng häö riãng hoàûc "nhuïng" vaìo trong doìng dæî liãûu (nhæ maî âæåìng Manchester). Trong hãû thäúng khäng âäöng bäü (asynchronous system), âäöng häö näüi cuía thiãút bë thu chaûy tæû do, khäng cáön âäöng bäü våïi âäöng häö näüi cuía thiãút bë phaït, yãu cáöu chè cáön âaût âæåüc âäöng bäü bãn trong mäùi kyï tæû. Khåíi âáöu mäùi kyï tæû laì bit "start" âãø kêch khåíi âäöng häö thu vaì kãút thuïc laì mäüt hoàûc hai bit "stop" âãø kãút thuïc âäöng häö thu. Thæåìng duìng hai bit "stop" âäúi våïi täúc âäü nhoí hån 300 bps vaì mäüt bit "stop" våïi täúc âäü trãn 300 bps. Hãû thäúng naìy thêch håüp trong træåìng håüp dæî liãûu xuáút hiãûn trãn âæåìng truyãön khäng thæåìng xuyãn. Trong hãû thäúng TDM khäng âäöng bäü, caïc nguäön khaïc nhau âæåüc gheïp kãnh våïi nhau theo nguyãn tàõc kyï tæû xen kyï tæû (character-by-character). Hãû thäúng TDM âäöng bäü hiãûu quaí hån do khäng cáön bit "start" vaì caïc bit "stop". Trong hãû thäúng TDM thäng minh (intelligent TDM), dæî liãûu tæì nhiãöu loaûi nguäön khaïc nhau coï thãø gheïp kãnh våïi nhau. Hãû thäúng naìy coï khaí nàng cung cáúp caïc chuyãøn âäøi vãö täúc âäü, vãö maî, vãö giao thæïc. Pháön cæïng cuía hãû thäúng TDM thäng minh coï caïc bäü vi xæí lyï hoàûc maïy vi tênh. Thæåìng thç chuïng kãút näúi âãún caïc âæåìng coï dæî liãûu vaìo vaì huyí kãút näúi taûm thåìi âãún caïc âæåìng khäng coï dæî liãûu vaìo. Do âoï, täúc âäü dæî liãûu ra cuía bäü gheïp kãnh nhoí hån täøng dung læåüng dæî liãûu cuía caïc âæåìng vaìo bäü gheïp kãnh. Kyî thuáût gheïp kãnh naìy âæåüc goüi laì gheïp kãnh thäúng kã (statistical multiplexing). Noï cho pheïp tàng säú læåüng nguäön gheïp vaìo mäüt âæåìng truyãön chung cuía hãû thäúng. Coï thãø phán bäü gheïp kãnh ra laìm ba loaûi chênh. Kiãøu TDM thæï nháút âãø kãút näúi âãún âæåìng truyãön âäöng bäü. Trong kiãøu naìy, kyî thuáût gheïp kãnh âæåüc duìng laì bit xen bit (bit-by-bit). Kiãøu TDM thæï hai âãø kãút näúi âãún âæåìng truyãön cáûn âäöng bäü. Trong træåìng håüp naìy, âäöng häö riãng cuía caïc nguäön dæî liãûu vaìo khäng âäöng bäü chênh xaïc vãö táön säú. Do âoï seî coï sai khaïc vãö täúc âäü bit giæîa caïc doìng dæî liãûu âãún tæì nhiãöu nguäön khaïc nhau. Âãø hiãûu chènh sæû sai khaïc âoï, ngæåìi ta cheìn thãm mäüt säú bit vaìo doìng dæî liãûu ra cuía bäü gheïp kãnh, laìm cho täúc âäü bit tàng lãn âäi chuït. Kyî thuáût naìy âæåüc goüi laì cheìn bit (bit stuffing). Kiãøu TDM thæï ba coï thãø gheïp caïc nguäön khäng âäöng bäü vaì taûo ra tên hiãûu täúc âäü cao khäng âäöng bäü (khäng coï cheìn bit) hoàûc tên hiãûu täúc âäü cao âäöng bäü (coï cheìn bit). Hçnh 6.9 laì cáúu truïc cuía mäüt bäü gheïp kãnh TDM âæåüc thiãút kãú âãø gheïp tên hiãûu tæì 11 nguäön, - 133 -
  8. - Chæång VI - trong âoï nguäön 1 laì tæång tæû bàng thäng 2 kHz, nguäön 2 laì tæång tæû bàng thäng 4 kHz, nguäön 3 laì tæång tæû bàng thäng 2 kHz, nguäön 4-11 laì säú, âäöng bäü taûi täúc âäü 7200 bps. Âãø âån giaín, giaí sæí duìng âæåìng truyãön TDM âäöng bäü vaì duìng âæåìng truyãön riãng âãø cáúp tên hiãûu âäöng bäü khung cho bãn thu. Træåïc hãút cáön phaíi säú hoïa caïc nguäön tæång tæû. Táön säú láúy máùu caïc nguäön tæång tæû theo Nyquist láön læåüt laì 4 kHz, 8 kHz vaì 4 kHz. Bäü chuyãøn maûch gheïp kãnh giäúng nhæ hçnh 6.5, seî láön læåüt láúy máùu nguäön 1, nguäön 2, nguäön 3 räöi nguäön 2 (nguäön 2 âæåüc láúy máùu hai láön do táön säú láúy máùu gáúp âäi so våïi nguäön 1 vaì 3). Váûy bäü chuyãøn maûch naìy coï bäún âáöu vaìo vaì mäüt âáöu ra, táön säú chuyãøn maûch laì f1 = 8 kHz. Viãûc láúy máùu naìy taûo ra tên hiãûu TDM PAM 16000 máùu trong mäüt giáy. Giaí sæí mäùi máùu âæåüc chuyãøn sang tæì maî PCM 4 bit. Nhæ váûy tên hiãûu TDM PCM åí âáöu ra ADC coï täúc âäü laì 64 kbps. Tên hiãûu tæì 8 nguäön säú âæåüc cheìn thãm bit âãø taûo thaình caïc doìng säú täúc âäü 8 kbps. Tên hiãûu säú TDM PCM seî âæåüc kãút håüp våïi dæî liãûu tæì caïc doìng säú 8 kbps bàòng caïch sæí duûng mäüt bäü chuyãøn maûch gheïp kãnh thæï hai. Bäü chuyãøn maûch naìy hoaût âäüng theo kiãøu xoay voìng láön læåüt láúy máùu doìng TDM PCM 64 kbps, doìng säú 8 kbps tæì nguäön 4, doìng TDM PCM 64 kbps, doìng säú 8 kbps tæì nguäön 5, vaì cæï nhæ thãú. Váûy, bäü chuyãøn maûch thæï hai laì bäü chuyãøn maûch 16 âáöu vaìo vaì 1 âáöu ra, táön säú chuyãøn maûch laì f2 = 8 kHz. Nguäön 1 Tên hiãûu TDM Tên hiãûu TDM 2 kHz PAM 16 kHz ADC PCM 64 kbps 4 bit Nguäön 2 4 kHz f1 = 4 kHz Nguäön 3 2 kHz Nguäön 4 8 kbps Cheìn bit 7.2 kbps 8 kbps Nguäön 5 Tên hiãûu TDM Cheìn bit 7.2 kbps PCM 128 kbps f2 = 8 kHz Nguäön 11 8 kbps Cheìn bit 7.2 kbps Hçnh 6.9 TDM våïi âáöu vaìo tæång tæû vaì säú - 134 -
  9. - Chæång VI - Vê duû naìy cho tháúy æu âiãøm chênh cuía TDM laì coï thãø sàõp xãúp âãø gheïp kãnh cho caí nguäön tæång tæû vaì säú. 6.2.4 Phán cáúp cáûn âäöng bäü PDH (Plessiochronous Digital Hierarchy) Trong thæûc tãú, coï thãø chia TDM cáûn âäöng bäü ra laìm hai loaûi chênh. Loaûi thæï nháút bao gäöm caïc bäü gheïp kãnh sæí duûng âãø kãút näúi våïi caïc hãû thäúng maïy tênh säú. Loaûi naìy gheïp tên hiãûu säú tæì nhiãöu nguäön khaïc nhau âãø truyãön qua mäüt âæåìng truyãön täúc âäü cao âãún mäüt maïy tênh säú. Täúc âäü ra cuía bäü gheïp kãnh âæåüc tiãu chuáøn hoïa åí 1.2, 2.4, 3.6, 4.8, 7.2, 9.6 vaì 19.2 kbps. Loaûi thæï hai bao gäöm caïc bäü gheïp kãnh sæí duûng trong caïc maûng cäng cäüng. Coï hai chuáøn chênh laì chuáøn Bàõc Myî vaì Nháût âæåüc AT & T (American Telephone & Telegraph company) âãö xuáút vaì chuáøn thæï hai do ITU-T âãö xuáút. Chuïng ta âaî biãút ràòng våïi TDM, mäùi tên hiãûu säú tæì mäüt nguäön khaïc nhau âæåüc sàõp xãúp vaìo mäüt khe thåìi gian riãng trong mäüt luäöng tên hiãûu täøng coï täúc âäü bit cao hån. Vç mäùi tên hiãûu tæång tæû âæåüc láúy máùu våïi táön säú 8 kHz nãn taûo ra mäüt máùu 8 bit trong mäùi khung 125 µs . Do âoï, täúc âäü luäöng täøng phuû thuäüc vaìo säú kãnh gheïp. Theo chuáøn Bàõc Myî/ Nháût, cáúp 1 gheïp 24 kãnh thoaûi/ dæî liãûu trong khi theo chuáøn CCITT, cáúp 1 gheïp 30 kãnh thoaûi/ dæî liãûu. Ngoaìi tên hiãûu thoaûi/ dæî liãûu, chuïng ta phaíi gheïp thãm caïc bit khaïc nhàòm caïc muûc âêch khaïc nhau, vê duû caïc bit chè thë âáöu khung cho muûc âêch âäöng bäü khung vaì caïc bit thiãút láûp cuäüc goüi cho muûc âêch baïo hiãûu. Trong hãû thäúng TDM Bàõc Myî/ Nháût, duìng 1 bit âån åí âáöu mäùi khung thay âäøi luán phiãn giæîa 0 vaì 1 âäúi våïi caïc khung liãn tiãúp. Thäng tin baïo hiãûu chæïa trong bit âáöu cuía khe 6 vaì 12, váûy trong hai khe naìy chè coï 7 bit tin. Nhæ váûy täúc âäü luäöng täøng laì: (24 x8 + 1)bit / 125µs = 1.544Mbps Luäöng naìy âæåüc goüi laì DS1 hay T1. Trong hãû thäúng theo ITU-T, khe 0 âæåüc duìng cho muûc âêch âäöng bäü khung vç noï cho pheïp bäü thu phán biãût khung naìy våïikhung khaïc. Thäng tin baïo hiãûu mang trong khe 16. Nhæ váûy, täúc âäü luäöng täøng laì: (32x8)bit / 125µs = 2.048Mbps Luäöng naìy âæåüc goüi laì E1. Hçnh 6.10 trçnh baìy cáúu truïc khung cuía luäöng T1 vaì E1. Âãø âaût âæåüc täúc âäü luäöng täøng cao hån, ta coï thãø gheïp nhiãöu luäöng T1 hoàûc E1. Baíng 6.1 trçnh baìy caïc täúc âäü bit, säú kãnh thoaûi/ dæî liãûu cuìng våïi tãn cuía luäöng täøng tæång æïng âäúi våïi hai hãû thäúng phán cáúp TDM theo chuáøn Bàõc Myî vaì ITU-T. Thæûc tãú thç âáöu vaìo cuía caïc bäü gheïp kãnh cáúp cao hån khäng phaíi luän luän laì âáöu ra cuía caïc bäü gheïp kãnh cáúp tháúp hån. Vê duû, tên hiãûu video phone säú coï thãø chuyãøn âäøi træûc tiãúp thaình tên hiãûu E1 hoàûc tên hiãûu video säú coï thãø chuyãøn âäøi træûc tiãúp thaình tên hiãûu E3. Caïc luäöng täøng täúc âäü cao hån cuîng yãu cáöu caïc bit thãm vaìo âãø âäöng bäü khung vaì âiãöu khiãøn. Vê duû, gheïp 4 luäöng E1 cáön 0.256 Mbps cho caïc chæïc nàng âiãöu khiãøn, taûo thaình luäöng E2 coï täúc âäü laì: 4 x 2.048 + 0.256 = 8.448Mbps - 135 -
  10. - Chæång VI - Phán cáúp theo chuáøn cuía Nháût coï khaïc mäüt êt so våïi chuáøn Bàõc Myî. Caïc cáúp gheïp laì cáúp 1 vaì cáúp 2 giäúng DS1 vaì DS2, cáúp 3 (32.064 Mbps - 480 kãnh thoaûi/dæî liãûu), cáúp 4 (97.728 Mbps - 1440 kãnh thoaûi/dæî liãûu) vaì cáúp 5 (397.200 Mbps - 5760 kãnh thoaûi/dæî liãûu). 1 khung T1 = 125 µs = 24 khe + 1 bit âáöu 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 1 bit 1 bit 8 bit tin âáöu khung (khe 1-5, 7-11, âáöu khung 7 bit tin + 1 13-24) bit baïo hiãûu 1 khung E1 = 125 µs = 32 khe 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Âäöng bäü 8 bit tin khung Baïo hiãûu (khe 1-15, 17-31) Hçnh 6.10 Cáúu truïc khung T1/ E1 Kyï hiãûu Täúc âäü bit (Mbps) Säú kãnh thoaûi/dæî liãûu Bàõc Myî DS1 1.544 24 DS1C 3.152 48 DS2 6.312 96 DS3 44.736 672 DS4E 139.264 1920 DS4 274.176 4032 DS5 560.160 8064 CCITT E1 2.048 30 E2 8.448 120 E3 34.368 480 E4 139.264 1920 E5 565.148 7680 Baíng 6.1 Phán cáúp TDM theo chuáøn cuía Bàõc Myî vaì CCITT - 136 -
  11. - Chæång VI - Tuy viãûc taûo ra caïc luäöng báûc cao ráút âån giaín nhæng phæïc taûp laûi naíy sinh khi cáön cung cáúp caïc luäöng báûc tháúp cho khaïch haìng tæì caïc luäöng báûc cao. Háöu hãút caïc hãû thäúng säú træåïc âáy âæåüc caíi taûo tæì caïc hãû thäúng tæång tæû. Mäùi doìng tên hiãûu TDM sæí duûng mäüt nguäön âäöng häö riãng. Do âoï, khi kãút håüp hai hay nhiãöu luäöng báûc tháúp, ta phaíi tæìng bæåïc thæûc hiãûn buì sai khaïc vãö täúc âäü âäöng häö bàòng caïc bit laìm âáöy, coìn goüi laì bit âãûm (justification bit), laìm cho täúc âäü luäöng tên hiãûu ra bäü gheïp cao hån mäüt chuït so våïi täøng caïc täúc âäü cuía caïc luäöng vaìo. Kiãøu gheïp kãnh naìy âæåüc goüi laì cáûn âäöng bä (plesiochronous)ü, nghéa laì gáön âäöng bäü vaì kiãøu phán cáúp nhæ trãn goüi laì phán cáúp cáûn âäöng bäü PDH. Viãûc sæí duûng bit âãûm taûi mäùi mæïc phán cáúp cho tháúy ta khäng thãø xaïc âënh chênh xaïc thåìi âiãøm bàõt âáöu cuía doìng bit täúc âäü tháúp trong mäüt doìng bit täúc âäü cao hån. Âiãöu naìy laìm cho viãûc gheïp/ xen reî kãnh khi cáön phaíi qua nhiãöu cäng âoaûn phæïc taûp. Vê duû, ba täøng âaìi A, B vaì C âàût taûi ba thaình phäú xa nhau kãút näúi våïi nhau bàòng trung kãú E4 139.264 Mbps (noïi goün laì 140 Mbps). Mäüt khaïch haìng våïi caïc site âàût giæîa caïc täøng âaìi coï nhu cáöu thuã âæåìng truyãön E1 2.048 Mbps (noïi goün laì 2 Mbps) cho maûng riãng. Vç khäng thãø xaïc âënh chênh xaïc luäöng 2 Mbps trong luäöng 140 Mbps nãn ngæåìi váûn haình phaíi láön læåüt taïch kãnh tæì 140 Mbps xuäúng 34 Mbps, tæì 34 Mbps xuäúng 8 Mbps, tæì 8 Mbps xuäúng 2 Mbps räöi gheïp tråí laûi tæì 2 Mbps lãn 8 Mbps, tæì 8 Mbps lãn 34 Mbps, tæì 34 Mbps lãn 140 Mbps. Viãûc taïch/ gheïp naìy âæåüc thæûc hiãûn trong mäüt thiãút bë goüi laì bäü gheïp xen reî ADM (Add-Drop Multiplexer). Roî raìng, thiãút bë yãu cáöu ráút phæïc taûp. Hçnh 6.11 chè ra vë trê caïc ADM, caïc site khaïch haìng vaì täøng âaìi trong vê duû naìy. A Site khaïch 2 Mbps haìng Maûng riãng ADM ADM Maûng âang täön taûi 140 Mbps B ADM C Hçnh 6.11 Cung cáúp maûng riãng trong PDH Roî raìng laì nhu cáöu thuã âæåìng truyãön täúc âäü cao nhæ trong vê duû trãn âáy seî ngaìy caìng tàng lãn. Do váûy, cáön phaíi coï mäüt maûng truyãön dáùn mãöm deío, linh hoaût hån cuîng nhæ nhiãöu dëch vuû måïi âæåüc khai thaïc hån. Âãø âaïp æïng yãu cáöu naìy, mäüt kiãøu hãû thäúng truyãön dáùn hoaìn toaìn måïi âæåüc âæa ra âãø khàõc phuûc táút caí caïc haûn chãú cuía PDH - goüi laì hãû thäúng phán cáúp âäöng bäü SDH. - 137 -
  12. - Chæång VI - 6.2.5 Phán cáúp âäöng bäü SDH (Synchronous Digital Hierarchy) SDH âæåüc âãö xuáút láön âáöu tiãn vaìo nàm 1986 båíi haîng Bellcore (Hoa Kyì) dæåïi tãn goüi laì maûng quang âäöng bäü SONET (Synchronous Optical NETwork). Muûc âêch laì thiãút láûp mäüt chuáøn truyãön dáùn bàng räüng, âäöng bäü táút caí caïc thiãút bë theo mäüt âäöng häö chuí, sao cho táút caí caïc thiãút bë trãn thãú giåïi coï thãø kãút näúi våïi nhau duìng caïc giao thæïc baïo hiãûu vaì âënh daûng khung chuáøn. Nàm 1988, ITU vaì ETSI (European Telecom Standards Institute) âaî cháúp nháûn SONET vaì âäøi tãn thaình SDH våïi muûc âêch laì âæa ra mäüt chuáøn toaìn cáöu vãö truyãön dáùn quang, âiãöu khiãøn, thiãút bë, baïo hiãûu... Täúc âäü truyãön cå såí trong SDH laì 155.52 Mbps (viãút goün laì 155 Mbps) - vaì âæåüc goüi laì module truyãön âäöng bäü cáúp 1 (Synchronous Transport Module level 1) hay âån giaín laì STM-1. Caïc täúc âäü cao hån laì STM-4 (622 Mbps), STM-16 (2.5 Gbps), STM-64 (10 Gbps), STM-128 (20 Gbps). Trong phán cáúp SONET, duìng khaïi niãûm OC (Optical Signal) thay cho STM. Cuîng nhæ PDH, tên hiãûu STM-1 bao gäöm mäüt táûp caïc khung làûp laûi våïi chu kyì 125µs . Näüi dung cuía mäùi khung mang caïc doìng tên hiãûu PDH täúc âäü khaïc nhau 1.5/ 2/ 6/ 34/ 45 hay 140Mbps. Mäùi doìng naìy chæïa trong mäüt container khaïc nhau. Ngoaìi caïc bit tin, container coìn chæïa caïc bit cheìn thãm âãø cán chènh täúc âäü. Mäüt säú thäng tin âiãöu khiãøn âæåüc thãm vaìo container goüi laì maìo âáöu âæåìng POH (Path OverHead). Chæïc nàng cuía POH laì mang thäng tin häù tråü thäng baïo vë trê nåi maì container seî âæåüc truyãön âãún, mang caïc thäng tin vãö giaïm saït vaì baío trç âæåìng truyãön, vê duû nhæ tyí säú BER cuía container liãn quan. Sæû kãút håüp cuía container våïi POH taûo nãn container aío VC (Virtual Container).ì Mäüt khung STM-1 coï thãø chæïa nhiãöu VC cuìng loaûi hoàûc khaïc loaûi. Do âäüû trãù truyãön dáùn coï thãø thay âäøi nãn vë trê cuía container trong mäüt khung STM-1 coï thãø khäng cäú âënh. Âãø sàõp xãúp caïc thay âäøi naìy, mäüt con troí (pointer) âàût åí âáöu mäùi VC vaì liãn kãút våïi VC taûo ra âån vë nhaïnh TU (Tribitary Unit) . Nhiãöu TU gheïp laûi våïi nhau taûo thaình TUG (Tribitary Unit Group) . VC cáúp cao nháút trong khung STM-1 goüi laì âån vë âiãöu khiãøn AU (Administrative Unit). Nhiãöu AU gheïp laûi thaình AUG (Administrative Unit Group). Cáúu truïc khung STM-1 gäöm AUG vaì maìo âáöu âoaûn SOH (Section OverHead). SOH chæïa caïc thäng tin cáön htiãút cho baío trç, baío dæåîng trãn âoaûn maì SOH âoï liãn quan âãún. ÅÍ âáy cáön phán biãût roî hai khaïi niãûm path vaì section. Path laì âæåìng truyãön tæì âáöu cuäúi âãún âáöu cuäúi qua mäüt hãû thäúng truyãön dáùn hoaìn chènh, trong khi âoï section chè laì chiãöu daìi cuía mäüt âoaûn caïp giæîa hai traûm làûp. Khi cáön täúc âäü truyãön dáùn cao hån 155 Mbps cuía STM-1, ngæåìi ta gheïp N cáúp STM-1 âãø âæåüc caïc cáúp STM-N. Hçnh 6.12 laì mäüt säú vê duû gheïp kãnh trong SDH theo ITU vaì ETSI. Coï thãø noïi SDH coï ráút nhiãöu æu âiãøm vaì hoaìn toaìn thêch æïng våïi viãûc æïng duûng caïc loaûi dëch vuû måïi nhæ trong ISDN. Qua phán têch trãn âáy ta tháúy viãûc triãøn khai SDH khäng dáùn âãún loaûi boí caïc thiãút bë PDH âang täön taûi. Kyî thuáût taïch gheïp kãnh trong SDH âån giaín hån trong PDH, cho pheïp taïch gheïp nhiãöu luäöng säú dung læåüng khaïc nhau chè qua mäüt táöng, do âoï coï thãø phuûc vuû âæåüc khaïch haìng våïi mäüt dung læåüng báút kyì theo nhu cáöu. Viãûc taïch gheïp mäüt táöng dáùn âãún tinh giaím thiãút bë, giaím màût bàòng âàût thiãút bë, giaím giaï thaình khai thaïc. - 138 -
  13. - Chæång VI - Táút caí caïc thiãút bë trong SDH âãöu coï pháön mãöm liãn quan goüi laì pháön quaín lyï maûng, giuïp cho quaín lyï maûng âæåüc mãöm deío hån. Ngoaìi chæïc nàng quaín lyï thäng thæåìng, caïc pháön mãöm quaín lyï maûng coìn âaím baío nhiãöu chæïc nàng khaïc nhæ giaïm saït cháút læåüng, quaín lyï cáúu hçnh, quaín lyï kiãøm kã, baío vãû maûng.... Nhåì quaín lyï maûng bàòng pháön mãöm nãn coï thãø tiãún haình giaïm saït tæì xa, baío dæåîng táûp trung, tæì âoï cho pheïp giaím chi phê. Vê duû nhæ, ta coï thãø thiãút láûp cáúu hçnh cho ADM vaì cáúu hçnh laûi tæì xa âãø cung cáúp mäüt bàng thäng báút kyì theo yãu cáöu cuía khaïch haìng maì khäng cáön thæûc hiãûn taïch kãnh. STM-1 AUG AU-4 VC-4 C-4 x3 TUG-3 TU-3 VC-3 C-3 x7 P TUG-2 TU-2 VC-2 C-2 D H x3 TU-12 VC-12 C-12 x4 TU-11 VC-11 C-11 C-11 (1.5 Mbps); C-12 (2 Mbps); C-2 (6 Mbps); C-3 (34 Mbps vaì 45 Mbps); C-4 (140 Mbps) Hçnh 6.12 Phán cáúp gheïp kãnh SDH (theo ITU vaì ETSI) 6.3 Âa truy cáûp Âa truy cáûp laì kyî thuáût cho pheïp nhiãöu càûp thu-phaït cuìng chia seí mäüt kãnh váût lyï chung. YÏ tæåíng sæí duûng mäüt kãnh chung cho pheïp nhiãöu bäü phaït phaït tin âäöng thåìi thæûc ra âaî coï tæì thåìi cuía Thomas Edison 1873. Hãû thäúng âa truy cáûp luïc âoï chênh laì hãû thäúng âiãûn baïo, cho pheïp truyãön hai baín tin âiãûn baïo qua cuìng dáy âãún cuìng hæåïng, trong âoï mäüt baín tin âæåüc gåíi bàòng caïch thay âäøi cæûc tênh vaì baín tin kia âæåüc gåíi bàòng caïch thay âäøi trë tuyãût âäúi. Ngaìy nay, âa truy cáûp âæåüc æïng duûng räüng raîi trong nhiãöu hãû thäúng thäng tin. Vê duû nhiãöu thuã bao truy cáûp âãún cuìng traûm gäúc trong hãû thäúng thäng tin di âäüng, hoàûc laì nhiãöu traûm màût âáút liãn laûc âãún cuìng vãû tinh trong trong hãû thäúng thäng tin vãû tinh. Âäi khi ráút dãù láùn läün giæîa thuáût ngæî "gheïp kãnh" vaì "âa truy cáûp". Âa truy cáûp muäún noïi âãún træåìng håüp caïc nguäön tin khäng âæåüc sàõp âàût laûi våïi nhau vaì hoaût âäüng âäüc láûp våïi nhau. Nguäön tin thæåìng âæåüc goüi laì user. Khaïi quaït vãö mä hçnh thäng tin säú nhiãöu user âaî coï tæì nhæîng nàm 1960 nhæng maîi âãún nàm 1980 måïi phaït triãøn khi âaî mä taí âæåüc âàûc træng riãng cuía kãnh nhiãöu user. Tæì âoï, säú læåüng caïc cäng trçnh nghiãn cæïu vãö lénh væûc naìy tàng lãn nhanh choïng vaì taûo thaình mäüt nhaïnh nghiãn cæïu nàng âäüng nháút trong thäng tin säú. - 139 -
  14. - Chæång VI - Hçnh 6.13 trçnh baìy mä hçnh hãû thäúng thäng tin âa truy cáûp våïi hai træåìng håüp laì mäüt bäü thu vaì nhiãöu bäü thu. Nhiãùu Nhiãùu User 1 User 1 Thu 1 User 2 Thu User 2 Thu 2 User K User K Thu K (a) (b) Hçnh 6.13 Mä hçnh hãû thäúng âa truy cáûp (a) Hãû thäúng mäüt bäü thu (b) Hãû thäúng nhiãöu bäü thu Nhæ âaî giåïi thiãûu åí âáöu chæång, caïc phæång phaïp âa truy cáûp âæåüc chia thaình ba loaûi chênh. Âoï laì âa truy cáûp phán chia theo táön säú FDMA, âa truy cáûp phán chia theo thåìi gian TDMA vaì âa truy cáûp phán chia theo maî CDMA. Caïc phæång phaïp cå baín naìy coï thãø kãút håüp våïi nhau âãø taûo thaình mäüt phæång phaïp âa truy cáûp måïi. Nguyãn tàõc cå baín cuía táút caí caïc phæång phaïp âa truy cáûp dæûa vaìo viãûc phán chia taìi nguyãn thäng tin hæîu haûn cho caïc user khaïc nhau mäüt caïch håüp lyï vaì hiãûu quaí. 6.3.1 Âa truy cáûp phán chia theo táön säú FDMA Trong phæång phaïp âa truy cáûp naìy, âäü räüng bàng thäng cáúp phaït cho hãû thäúng laì B Hz âæåüc chia thaình n bàng con, mäùi bàng con coï âäü räüng bàng laì B/n Hz âæåüc áún âënh cho mäùi user. Táút caí caïc user naìy phaït tên hiãûu cuìng luïc, tên hiãûu âæåüc maî hoïa cuìng caïch. Coï thãø minh hoüa nguyãn lyï FDMA nhæ hçnh 6.14. Hçnh häüp chæî nháût trong khäng gian 3 chiãöu maî- thåìi gian- táön säú biãøu diãùn cho taìi nguyãn phán chia cho mäùi user. Bãö räüng cuía hçnh häüp thãø hiãûn âäü räüng cuía bàng con daình cho mäüt user, bãö daìi thãø hiãûn thåìi gian hoaût âäüng cuía user, bãö cao thãø hiãûn cho maî sæí duûng. Trong hãû thäúng FDMA, caïc user phaït liãn tuûc caïc soïng mang âäöng thåìi trãn caïc táön säú khaïc nhau. Cáön âaím baío khoaíng caïch âuí låïn giæîa tæìng kãnh bë soïng mang chiãúm âãø âãö phoìng caïc bäü loüc khäng hoaìn haío seî gáy ra nhiãöu giao thoa kãnh lán cáûn. Khoaíng táön säú naìy âæåüc goüi laì bàng baío vãû (guard band). Bäü thu phán loaûi tên hiãûu FDMA bàòng caïch loüc ra soïng mang riãng tæång æïng våïi user. Viãûc loüc seî âæåüc thæûc hiãûn dãù daìng hån khi bàng baío vãû räüng. Tuy nhiãn, viãûc sæí duûng bàng baío vãû räüng seî dáùn âãún giaím hiãûu suáút sæí duûng bàng thäng cuía hãû thäúng. Vç váûy cáön phaíi dung hoìa giæîa kyî thuáût vaì tiãút kiãûm bàng thäng. Âãø âaím baío FDMA hoaût âäüng täút, cáön phaíi phán chia vaì quy hoaûch táön säú thäúng nháút trãn toaìn thãú giåïi. - 140 -
  15. - Chæång VI - Maî Bàng thäng cuía hãû thäúng B Bàng thäng baío vãû Táön säú User 1 User 2 . . . . . . User N Thåìi gian Hçnh 6.14 Nguyãn lyï FDMA Trong thæûc tãú, FDMA âæåüc æïng duûng trong caïc hãû thäúng âiãûn thoaûi khäng dáy, hãû thäúng thäng tin vãû tinh... Vãö màût kãút cáúu, FDMA coï nhæåüc âiãøm laì mäùi soïng mang chè truyãön âæåüc mäüt kãnh læu læåüng, vç váûy nãúu hãû thäúng cáön N kãnh læu læåüng thç phaíi cáön N soïng mang. Âãø tàng hiãûu suáút sæí duûng bàng thäng, coï thãø kãút håüp FDMA våïi gheïp kãnh song cäng theo thåìi gian TDD (Time Division Duplex). Trong hãû thäúng FDMA/ TDD, caí maïy thu vaì phaït sæí duûng chung mäüt soïng mang (chung bàng con) nhæng phán chia theo thåìi gian, nghéa laì thu phaït luán phiãn. Phæång phaïp FDMA êt nhaûy caím våïi sæû phán taïn thåìi gian do truyãön lan soïng, khäng cáön âäöng bäü thåìi gian vaì êt trãù do khäng cáön xæí lyï tên hiãûu nhiãöu. 6.3.2 Âa truy cáûp phán chia theo thåìi gian TDMA Hçnh 6.15 minh hoüa nguyãn lyï cuía TDMA. Âãø biãøu diãùn taìi nguyãn cuía mäùi kãnh, ta cuîng duìng hçnh häüp chæî nháût tæång tæû nhæ trong FDMA. Tuy nhiãn, åí âáy bãö räüng cuía hçnh häüp thãø hiãûn khe thåìi gian daình cho mäüt user, bãö daìi thãø hiãûn bàng thäng toaìn bäü cuía hãû thäúng, bãö cao thãø hiãûn cho maî sæí duûng. Nhæ váûy, trong phæång phaïp âa truy cáûp naìy, tên hiãûu cuía mäùi user chè âæåüc phaït theo cuûm (burst) råìi raûc chæï khäng liãn tuûc. Caïc cuûm tuáön tæû âæåüc sàõp xãúp laûi thaình mäüt cáúu truïc thåìi gian daìi hån goüi laì khung (frame). Táút caí caïc user trong hãû thäúng TDMA phaíi phaït theo cáúu truïc khung naìy. Mäùi soïng mang mang mäüt cuûm seî chiãúm toaìn bäü bàng thäng cáúp phaït cho hãû thäúng. Pháön thu seî âiãöu khiãøn måí cäøng cho cuûm cáön thu trong khe thåìi gian daình cho maïy thu phuì håüp. Qua âáy ta tháúy khaïc våïi FDMA, åí TDMA, váún âãö âäöng bäü laì vä cuìng quan troüng. Âäöng bäü cho pheïp ta xaïc âënh âuïng vë trê cuía cuûm cáön láúy ra åí maïy thu hay cuûm cáön phaït âi åí maïy phaït tæång æïng. Mäüt váún âãö quan troüng næîa laì åí trong cuûm, ngoaìi thäng tin cuía user coìn cáön nhiãöu thäng tin bäø sung nhæ: thäng tin âãø khäi phuûc soïng mang, âãø âäöng bäü bit, âãø cho pheïp maïy thu xaïc âënh âæåüc âiãøm bàõt âáöu cuûm... Ngoaìi ra, bãn thu cáön phaït hiãûn chênh xaïc thåìi âiãøm bàõt âáöu cuía mäüt khung, do váûy, trong mäüt khung, thæåìng âáöu khung laì caïc cuûm - 141 -
  16. - Chæång VI - tham chiãúu räöi måïi âãún caïc cuûm læu læåüng nhæ hçnh 6.16. Âãø âäöng bäü täút, giæîa caïc cuûm cáön coï khoaíng thåìi gian träúng âãø traïnh cho caïc cuûm khoíi chäöng láún lãn nhau. Khoaíng thåìi gian naìy goüi laì khoaíng baío vãû (guard time). Ngoaìi váún âãö âäöng bäü, so våïi FDMA, thiãút bë trong hãû thäúng TDMA phæïc taûp hån khi cáön dung læåüng cao. Hån næîa, do âoìi hoíi xæí lyï säú tên hiãûu phæïc taûp nãn xaíy ra trãù låïn. Æu âiãøm näøi báût cuía TDMA so våïi FDMA laì tiãút kiãûm táön säú hån. Tuy nhiãn, nãúu duìng mäüt càûp táön säú cho mäüt càûp thu-phaït thç seî khäng âuí âaím baío dung læåüng cuía maûng. Vç váûy, TDMA thæåìng âæåüc sæí duûng kãút håüp våïi FDMA cho caïc maûng âoìi hoíi dung læåüng cao. Mäüt æïng duûng phäø biãún laì kãút håüp FDMA/ TDMA trong hãû thäúng thäng tin di âäüng toaìn cáöu GSM (Global System Mobile) Maî Bàng thäng cuía hãû thäúng Táön säú Khung User 1 Khe baío vãû User 2 User N Thåìi gian Hçnh 6.15 Nguyãn lyï TDMA Khung N 1 2 N Thåìi gian Cuûm tham chiãúu Khe baío vãû Cuûm læu læåüng Hçnh 6.16 Cáúu truïc khung TDMA 6.3.3 Âa truy cáûp phán chia theo maî CDMA CDMA laì phæång thæïc âa truy cáûp måïi, cho pheïp nhiãöu user phaït tin âäöng thåìi vaì sæí duûng toaìn bäü bàng thäng cuía kãnh chung. Tuy nhiãn, tên hiãûu tæì mäùi user âæåüc maî hoïa theo mäüt caïch riãng sao cho bäü thu coï thãø taïch riãng caïc tên hiãûu âoï ra duì chuïng truìng nhau vãö thåìi gian vaì táön säú. Hçnh 6.17 minh hoüa nguyãn lyï cuía CDMA. Nhæ FDMA vaì TDMA, ta cuîng - 142 -
  17. - Chæång VI - duìng hçnh häüp chæî nháût âãø biãøu diãùn taìi nguyãn daình cho mäùi user. Caïc hçnh häüp chæî nháût naìy coï cuìng bãö daìi vaì bãö räüng, tæång træng cho caïc tên hiãûu trong caïc user chiãúm toaìn bäü bàng räüng cuía hãû thäúng vaì âæåüc phaït âi cuìng luïc. Bãö cao cuía caïc hçnh häüp naìy tæåüng træng cho loaûi maî sæí duûng, mäùi user âæåüc maî hoïa theo mäüt caïch riãng. Maî Bàng thäng cuía hãû thäúng Khoaíng thåìi gian user phaït tên hiãûu Maî hoïa theo maî N Táön säú Maî hoïa theo maî 1 Thåìi gian Hçnh 6.17 Nguyãn lyï CDMA Âãø hiãøu hån vãö nguyãn lyï cuía CDMA, ta xeït vê duû âån giaín cho mäüt hãû thäúng CDMA gäöm 2 user sau âáy: Xeït hai tên hiãûu s1(t) vaì s2(t) nhæ hçnh 6.18a. Hçnh 6.18b laì âäö thë cuía phäø tæång æïng. Hai tên τ hiãûu naìy âæåüc goüi laì træûc giao nhau vç s , s 1 2 = ∫ s1 ( t )s 2 ( t )dt = 0 0 s1(t) |S1(f)| 1 τ |S2(f)| s2(t) 1 τ -1 (a) (b) Hçnh 6.18 Vê duû hai tên hiãûu træûc giao vaì phäø cuía chuïng - 143 -
  18. - Chæång VI - Tæì hçnh veî ta tháúy roî raìng laì hai tên hiãûu naìy bë chäöng cháûp nhau caí trong miãön thåìi gian vaì miãön táön säú. Giaí sæí tên hiãûu phaït tæì user thæï nháút âæåüc maî hoïa âaío cæûc theo s1(t) vaì tên hiãûu phaït tæì user thæï hai âæåüc maî hoïa âaío cæûc theo s2(t). Nghéa laì âäúi våïi user thæï nháút, bit 1 âæåüc maî hoïa thaình + s1(t) vaì bit 0 âæåüc maî hoïa thaình - s1(t), âäúi våïi user thæï hai, bit 1 âæåüc maî hoïa thaình + s2(t) vaì bit 0 âæåüc maî hoïa thaình - s2(t). Tên hiãûu maî hoïa tæì mäùi user vaì tên hiãûu täøng truyãön trãn kãnh chung âæåüc minh hoüa qua hçnh 6.19. 1 0 1 1 1 0 0 1 x1(t) x1(t) User 1 Thu 1 x1(t) + x2(t) 1 1 0 1 1 0 0 0 x2(t) User 2 Thu 2 x2(t) x1(t) + x2(t) (a) (b) Hçnh 6.19 Hãû thäúng CDMA hai user (a) Så âäö hãû thäúng (b) Daûng tên hiãûu phaït tuì mäùi user vaì trãn kãnh chung Bàòng caïch quan saït daûng soïng tên hiãûu thu, mäùi bäü thu seî dãù daìng giaíi maî ra caïc doìng bit thu tæång æïng. Våïi bäü thu thæï nháút, viãûc giaíi maî âæåüc thæûc hiãûn dæûa vaìo cæûc tênh cuía xung, cuû thãø laì xung dæång tæång âæång våïi bit 1 vaì xung ám tæång âæång våïi bit 0. Våïi bäü thu thæï hai, viãûc giaíi maî âæåüc thæûc hiãûn dæûa vaìo chiãöu tàng giaím cuía xung, cuû thãø laì xung tàng tæång âæång våïi bit 1 vaì xung giaím tæång âæång våïi bit 0. Váûy nhåì sæû træûc giao cuía tên hiãûu maì bäü thu coï thãø taïch riãng caïc tên hiãûu tæì caïc user khaïc nhau duì chuïng âi trãn cuìng kãnh váût lyï, cuìng hæåïng, cuìng luïc vaì cuìng bàng thäng. Trong hãû thäúng CDMA, vç mäùi user phaíi âæåüc maî hoïa theo mäüt caïch riãng vaì nhæ vê duû trãn ta tháúy caïc tên hiãûu maî hoïa phaíi træûc giao nhau nãn trong thæûc tãú, ngæåìi ta sæí duûng tên hiãûu giaí nhiãùu ngáùu nhiãn PN (Pseudorandom Noise) laì loaûi tên hiãûu coï âàûc tênh træûc giao täút. Trong thæûc tãú, CDMA âæåüc æïng duûng räüng raîi trong caïc hãû thäúng thäng tin di âäüng thãú hãû sau. CDMA coï nhiãöu æu âiãøm näøi träüi so våïi FDMA vaì TDMA nhæ: - Cho dung læåüng cao hån - Khaí nàng chäúng nhiãùu täút hån - Baío máût thäng tin täút hån - Dãù daìng aïp duûng cho caïc hãû thäúng âoìi hoíi cung cáúp dung læåüng kãnh linh hoaût cho tæìng user - Vç coï thãø sæí duûng chung táön säú cho nhiãöu user nãn quy hoaûch maûng cuîng âån giaín hån - 144 -
  19. - Chæång VI - Tuy nhiãn, CDMA khäng traïnh khoíi caïc khuyãút âiãøm nhæ: - Âäöng bäü phæïc taûp, ngoaìi âäöng bäü âënh thåìi nhæ trong TDMA coìn phaíi âäöng bäü maî PN. - Viãûc xæí lyï tên hiãûu phæïc taûp hån... 6.4 Truyãön dáùn tên hiãûu säú Ta biãút ràòng âãø truyãön tên hiãûu noïi chung vaì tên hiãûu säú noïi riãng, cáön phaíi coï mäüt mäi træåìng váût lyï cuû thãø. Baìi naìy seî trçnh baìy vãö caïc loaûi mäi træåìng truyãön âæåüc sæí duûng räüng raîi nháút. Âãø truyãön tên hiãûu nhë phán qua mäüt âæåìng truyãön, cáön phaíi chuyãøn caïc con säú nhë phán âoï thaình tên hiãûu âiãûn. Vê duû bit 0 âæåüc chuyãøn thaình âiãûn aïp -V vaì bit 1 âæåüc chuyãøn thaình âiãûn aïp +V. Trong thæûc tãú, tên hiãûu âiãûn coï thãø bë suy hao vaì meïo do nhiãöu nguyãn nhán khaïc nhau. Suy hao vaì meïo laìm cho bäü thu khäng thãø phán biãût chênh xaïc bit 0 vaì bit 1. Pháön sau cuía baìi seî phán têch caïc nguyãn nhán gáy suy hao vaì meïo. 6.4.1 Mäi træåìng truyãön dáùn Coï ráút nhiãöu loaûi mäi træåìng truyãön. Loaûi mäi træåìng truyãön ráút quan troüng vç noï quyãút âënh täúc âäü bit truyãön dáùn cæûc âaûi. Sau âáy laì caïc loaûi mäi træåìng truyãön dáùn thäng duûng: a) Âæåìng dáy song haình Âáy laì mäi træåìng truyãön dáùn âån giaín nháút. Dáy kim loaûi naìy caïch ly våïi dáy kim loaûi kia mäüt khoaíng khäng. Loaûi naìy coï thãø näúi caïc thiãút bë caïch nhau 50 m, duìng täúc âäü bit trung bçnh (< 19.2 kbps). Tên hiãûu (doìng hoàûc aïp) âæåüc truyãön trong dáy naìy coìn tham chiãúu âáút âæåüc aïp trong dáy kia. Âæåìng dáy song haình thæåìng duìng trong maûng truyãön säú liãûu âãø näúi træûc tiãúp hai DTE (Data Terminal Equipment) våïi nhau hoàûc DTE våïi DCE (Data Circuit-terminating Equipment). Caïch näúi nhæ thãú thæåìng sæí duûng nhiãöu dáy, mäùi dáy cho mäüt tên hiãûu riãng vaì dáy âáút chung. Táút caí caïc dáy nàòm trong mäüt caïp nhiãöu loîi hoàûc caïp deûp phàóng. Nhæåüc âiãøm cuía loaûi dáy naìy laì nhiãùu xuyãn ám (crosstalk). Nhiãùu naìy gáy ra do sæû gheïp âiãûn dung (capacitive coupling) giæîa hai dáy caûnh nhau trong cuìng caïp. Hån næîa, cáúu truïc håí laìm cho noï nhaûy våïi nhiãùu giaí tæì caïc nguäön tên hiãûu âiãûn khaïc gáy båíi bæïc xaû âiãûn tæì. Nhæîng yãúu täú naìy laìm haûn chãú chiãöu daìi âæåìng truyãön vaì täúc âäü bit. b) Âæåìng dáy xoàõn âäi Dáy xoàõn âäi coï thãø loaûi træì nhiãùu giaí täút hån. Trong mäüt caïp coï nhiãöu càûp dáy xoàõn vaìo nhau. Dáy tên hiãûu vaì dáy âáút xoàõn vaìo nhau giuïp cho tên hiãûu giao thoa âæåüc caí hai dáy thu nháûn, laìm giaím sai khaïc tên hiãûu trãn hai dáy. Hån næîa, sæû xoàõn âäi cuía mäùi càûp dáy bãn trong caïp laìm giaím âæåüc xuyãn ám. Hçnh 6.20 laì så âäö veî cáúu truïc dáy xoàõn âäi. Âæåìng dáy xoàõn âäi thêch håüp våïi täúc âäü bit khoaíng 1 Mbps cho khoaíng caïch dæåïi 100 m vaì täúc âäübit tháúp hån cho khoaíng caïch daìi hån. Loaûi dáy xoàõn âäi coï cáúu truïc tinh vi hån laì dáy xoàõn khäng boüc kim UTP (Unshielded Twisted Pairs) âæåüc duìng räüng raîi trong maûng âiãûn thoaûi cho täúc âäü bit cao hån qua khoaíng caïch daìi hån. Loaûi dáy xoàõn coï boüc kim STP - 145 -
  20. - Chæång VI - (Shielded Twisted Pairs) coï låïp maìn chàõn baío vãû âæåüc duìng âãø giaím caïc aính hæåíng cuía tên hiãûu giao thoa (xem hçnh 6.20) Càûp dáy âån UTP STP Låïp boüc caïch âiãûn Maìn baío vãû Hçnh 6.20 Cáúu truïc dáy xoàõn âäi c) Caïp âäöng truûc Haûn chãú chênh cuía dáy xoàõn âäi laì täúc âäü bit khäng cao do hiãûu æïng bãö màût (skin effect). Khi täúc âäü bit cuía tên hiãûu truyãön dáùn (cuîng laì táön säú) tàng lãn, doìng tên hiãûu chè chaûy åí màût ngoaìi cuía dáy, laìm giaím diãûn têch bãö màût sæí duûng, dáùn âãún tàng âiãûn tråí, laìm tàng suy hao. Hån næîa, åí táön säú cao, do hiãûu æïng bæïc xaû nãn nàng læåüng cuía tên hiãûu cuîng bë máút maït nhiãöu hån. Vç váûy, våïi nhæîng æïng duûng yãu cáöu täúc âäü bit cao hån 1 Mbps, cáön phaíi coï thiãút bë thu phaït tinh vi hån vaì sæí duûng loaûi mäi træåìng truyãön dáùn khaïc. Caïp âäöng truûc seî laìm giaím thiãøu hai hiãûu æïng trãn. Hçnh 6.21 veî cáúu truïc cuía caïp âäöng truûc. Låïp boüc caïch âiãûn Cháút âiãûn mäi Loîi dáùn âiãûn Voí dáùn âiãûn Hçnh 6.21 Cáúu truïc caïp âäöng truûc Chênh giæîa caïp laì loîi dáùn âiãûn ràõn laìm dáy tên hiãûu vaì bao quanh laì låïp voí dáùn âiãûn âäöng truûc laìm dáy tham chiãúu âáút. Khoaíng giæîa hai låïp dáùn âiãûn laì dung mäi ràõn hoàûc coï cáúu truïc täø ong. Dáy tên hiãûu nàòm giæîa nãn âæåüc che chàõn täút khoíi caïc tên hiãûu nhiãùu bãn ngoaìi. Tuy nhiãn, váùn coï täøn hao tên hiãûu ráút êt do bæïc xaû âiãûn tæì vaì hiãûu æïng bãö màût vç coï låïp voí dáùn âiãûn bãn ngoaìi. Caïp âäöng truûc coï thãø truyãön âæåüc täúc âäü 10 Mbps qua vaìi tràm meït hoàûc cao hån khi tên hiãûu âæåüc âiãöu chãú. d) Caïp såüi quang - 146 -
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2