ISDN và băng thông rộng với Frame Relay và ATM - Phần 1 Giới thiệu - Chương 3

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

109
lượt xem 31
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mã ĐƯờNG Và ĐƯờNG DÂY THUÊ BAO Sự mở rộng của liên kết số tới mạng thuê bao là một phần của sự phát triển mạng số hoá. Điều này có nghĩa là các thiết bị chuyển mạch và truyền dẫn nội bộ của mạng đã đ-ợc số hoá đẻ cung cấp một phạm vi rộng các dịch vụ số hoá đ-ợc thiết kế cho ISDN . Liên kết giữa mạng thuê bao với mạng chuyển mạch đ-ợc gọi là đ-ờng thuê bao ; vòng thuê bao ; vòng nội hat , cần phải đ-ợc số hoá 3.1 Kỹ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ISDN và băng thông rộng với Frame Relay và ATM - Phần 1 Giới thiệu - Chương 3

CH¦¥NG 3 M∙ §¦êNG Vμ §¦êNG D¢Y THU£ BAO Sù më réng cña liªn kÕt sè tíi m¹ng thuª bao lµ mét phÇn cña sù ph¸t triÓn m¹ng sè ho¸. §iÒu nµy cã nghÜa lµ c¸c thiÕt bÞ chuyÓn m¹ch vµ truyÒn dÉn néi bé cña m¹ng ®· ®−îc sè ho¸ ®Î cung cÊp mét ph¹m vi réng c¸c dÞch vô sè ho¸ ®−îc thiÕt kÕ cho ISDN . Liªn kÕt gi÷a m¹ng thuª bao víi m¹ng chuyÓn m¹ch ®−îc gäi lµ ®−êng thuª bao ; vßng thuª bao ; vßng néi hat , cÇn ph¶i ®−îc sè ho¸ 3.1 Kü thuËt ®−êng d©y thuª bao HiÖn nay hÇu hÕt c¸c ®−êng d©y thuª bao dïng trong th−¬ng m¹i vµ c¸c ®−êng d©y thuª bao gia ®×nh ®Òu lµ c¸p xo¾n ®«i. Víi sù gia t¨ng cña c¸c dÞch vô yªu cÇu truyÒn d÷ liÖu t«c ®é cao còng nh− sù −a thÝch sù dông c¸p quang . Chóng ta xem xÐt 2 m«i tr−êng dïng cho ®−êng d©y thuª bao a) §−êng d©y thuª bao víi c¸p xo¾n ®«i C¸p xo¾n ®«i nèi gi÷a c¸c thuª bao vµ tæng ®µi néi h¹t hoÆc chuyÓn m¹ch lµ ®¬n gi¶n nhÊt cung cÊp c¸c dÞch vô sè. Mçi mét cÆp ®−êng c¸p xo¾n dïng ®Ó truyÒn theo mét h−íng. Nh−ng m¹ng ®iÖn tho¹i hiÖn dang sö dông th× chØ dïng 1 cÆp cho c¶ 2 h−íng. Do ®ã ph¶i l¾p ®Æt thªm nhiÒu c¸p míi . TÝnh kinh tÕ ®ßi hái ph¶i t×m c¸ch kh¸c sao cho cã thÓ cho phÐp truyÒn song c«ng ( full-duplex ) qua cÆp c¸p xo¾n ®¬n ®ã .. b) TruyÒn dÉn song c«ng HÖ thèng ®−êng d©y thuª bao c¸p xo¾n ®«i ®· cã lµ dµnh cho viÖc truyÒn dÉn tÝn hiÖu t−¬ng tù. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ ®· cho phÐp truyÒn song c«ng. Do ®ã ta dïng modem ®Ó chuyÓn tÝn hiÖu sè sang tÝn hiÖu t−¬ng tù vµ dïng c¸c gi¶i tÇn sè kh¸c nhau cho c¸c h−íng. VÝ dô modem 300 bps BELL 108 sö dông ®iÒu chÕ khoa dÞch pha ( FSK ) ®Ó truyÒn c¸c d÷ liÖu sè qua ®−êng truyÒn t−¬ng tù ( H×nh 3.1 ) . Víi FSK hai gia trÞ nhÞ ph©n ®−îc biÓu diÔn bëi c¸c tÝn hiªô t¹i 2 tÇn sè kh¸c nhau. §Ó truyÒn theo mét chiÒu nµy , c¸c tÇn sè ®−îc sö dông ®Ó biÓu diÔn “0” hay “1” cã t©m t¹i 1070Hz xª dÞch 100Hz vÒ c¶ hai phÝa cßn theo chiÒu ng−îc l¹i th× t©m tÇn sè t¹i 2125Hz víi sù xª dÞch t−¬ng tù lµ 100Hz c¶ hai phÝa. Phæ tÝn hiÖu theo mçi mét chiÒu ë vÒ phi¸ ph¶i vµ tr¸i h×nh 3.1 http://www.ebook.edu.vn
Nh−ng víi c¸ch nµy th× chØ 1 nöa gi¶i th«ng dµnh cho 1 h−íng. Theo yªu cÇu cña ISDN th× tèc ®é tèi thiÓu lµ 144 kbps theo mçi h−íng, ®iÒu nµy lµ kh«ng thÓ víi kü thuËt modem hiÖn cã vµ ®−êng d©y xo¾n ®«i ®· l¾p ®Æt H×nh 3.1 Full=Duplex truyÒn FSK trªn ®−êng Voice-Grade Mét ph−¬ng ¸n kh¸c lµ kh«ng dïng víi modem vµ truyÒn d÷ liÖu sè trùc tiÕp. §Ó truyÒn song c«ng , t¹i cïng 1 thêi ®iÓm th× c¶ 2 tr¹m ®Òu thu vµ nhËn d÷ liÖu ®ång thêi. VÒ nguyªn t¾c tr¹m ph¸t cã kh¶ n¨ng ph©n lo¹I ra c¸c tÝn hiÖu vµo , lùa chän ra c¸c tÝn hiÖu vµo tõ c¸c tÝn hiÖu ra cña chÝnh nã v× ®é khuyÕch ®¹I tÝn hiÖu cña tÝn hiÖu xuÊt ph¸t ®· ®−îc râ. Kh«ng may lµ do tÝnh kh«ng th−êng xuyªn cña ®Æc tr−ng ®IÖn cña ®−êng d©y nªn mét phÇn cña tÝn hiÖu xuÊt ph¸t sÏ bÞ déi l¹I d−íi d¹ng tiÕng väng. H×nh 3.2 minh ho¹ vÊn ®Ò nµy. C¶ m¸y ph¸t vµ m¸y nhËn ®Òu nèi tíi ®−êng thuª bao qua bé hybrid, ®©y lµ mét thiÕt bÞ cho phÐp tÝn hiÖu truyÒn qua c¶ 2 h−íng mét c¸ch ®ång thêi. TiÕng väng lµ sù ph¶n x¹ l¹I tÝn hiÖu ®· truyÒn qua vÒ bªn göi hoÆc lµ tõ bé hybrid vµ d©y dÉn cña bªn göi ( TiÕng väng ®Çu gÇn – near echo ) hoÆc tõ hybrid cña bªn nhËn ( TiÕng väng xa – far echo ) . §é khuyÕch ®¹i t−¬ng ®èi cña tiÕng väng , so víi tÝn hiÖu thùc tõ phia bªn kia , cã thÓ rÊt lín . §ã lµ v× sù kh¸c biÖt ®¸ng kÓ trong biªn ®é cña tÝn hiÖu truyÒn qua vµ tÝn hiÖu nhËn ®−îc t¹i c¸c ®Çu cña cÆp d©y ®Én , nã cã thÓ bÞ khuyÕch ®¹i gÊp 3 lÇn . H×nh 3.2 TiÕng väng trªn c¸p xo¾n ®«i ®−êng thuª bao http://www.ebook.edu.vn
§Ó kh¾c phôc c¸c vÊn ®Ò cã liªn quan ®Õn viÖc truyÒn dÉn sè song c«ng qua mét cÆp c¸p xo¾n ®«i ®¬n lÎ ng−êi ta ®· sö dông hai kÜ thuËt lµ hîp kªnh nÐn thêi gian ( time-compression multiplexing ) vµ chèng tiÕng väng ( echo cancellation). C¶ hai kÜ thuËt nµy ®−îc xem xÐt mét c¸ch nghiªm tóc ®Ó sö dông trong c¸c m¹ng kÜ thuËt sè ( H×nh 3.3 ). HiÖn nay kÜ thuËt chèng tiÕng väng chiÕm −u thÕ , ch¼ng h¹n nh− víi c¸ch nµy rÊt ®−îc −u chuéng ë Mü vµ cã tiªu chuÈn quèc gia HoaKú ®èi víi ®−êng thuª bao lµ ph¶i sö dông kÜ thuËt chèng tiÕng väng ( ANSI T1.601 ). Tuy nhiªn nªn xem xÐt c¶ hai ph−¬ng ph¸p H×nh 3.3 KÜ thuËt truyÒn song c«ng qua vßng thuª bao c. Hîp kªnh nÐn thêi gian (TCM) Kü thuËt TCM cßn ®−îc biÕt lµ ph−¬ng ph¸p bãng bµn ( ping-pong) , t¹i mét thêi ®iÓm d÷ liÖu ®−îc truyÒn theo mét h−íng, sau ®ã lµ theo h−íng ng−îc l¹i, lu©n phiªn nhau. §Ó ®¹t ®−îc tèc ®é d÷ liÖu thuª bao mong muèn , dßng bÝt cña thuª bao ®−îc chia thµnh c¸c phÇn b»ng nhau ( segment ), nÐn theo thêi gian ®Ó cã tèc ®é truyÒn cao h¬n, vµ ®−îc truyÒn theo c¸c bã ( burst ), t¹i n¬i thu chóng ®−îc chuyÓn vÒ tèc ®é ban ®Çu. Mét kho¶ng im lÆng ng¾n gi÷a c¸c bã ®i theo h−íng ng−îc nhau cho phÐp ®−êng truyÒn l¾ng xuèng (settle down ). Do ®ã tèc ®é d÷ liÖu thùc tÕ trªn ®−êng d©y lín h¬n 2 lÇn tèc ®é d÷ liÖu mµ thuª bao hay tr¹m l©n cËn ®ßi hái ( local office). C¸c ¸p ®Æt vÒ thêi gian ®−îc thÓ hiÖn trªn h×nh 3.4 . Hai bªn sÏ lu©n phiªn truyÒn d÷ liÖu . Mçi bªn sÏ göi ®i c¸c khèi cã ®é dµi cè ®Þnh , mÊt mét thê gian lµ Tb ®Ó truyÒn ; Thêi gian nµy lµ mét hµm tuyÕn tÝnh cña sè c¸c bÝt cã trong mét khèi ( Block ) . Ngßai ra ph¶i cÇn ®Õn mét kho¶ng thêi gian lµ Tp ®Ó chuyÓn 1 tÝn hiÖu tõ ®Çu nµy ra ®Çu kia ; Thêi gian nµy nµy lµ mét hµm tuyÕn tÝnh theo ®é dµi cña ®−êng d©y thuª bao. Cuèi cïng mét kho¶ng thêi gian b¶o vÖ Tg cÇn thiÕt ®Ó lÊy l¹i ®−êng d©y ( turn the line around ). Nh− vËy tæng thêi gian ®Ó göi ®i mét khèi b»ng ( Tb + Tp + Tg ) . Tuy nhiªn v× hai bªn ph¶I lu©n phiªn truyÒn dÉn nªn tèc ®é c¸c khèi ®−îc http://www.ebook.edu.vn
truyÒn chØ b»ng 1/2 cña tæng trªn . Chóng ta cã thÓ liªn hÖ tèc ®é nµy víi tèc ®é d÷ liÖu hiÖu dông kÝ hiÖu lµ R ®−îc thÊy tõ hai ®Çu cuèi nh− sau : Gäi B lµ kÝch th−íc cña mét khèi tÝnh b»ng bit vµ R lµ tèc ®é d÷ liÖu mong muèn tÝnh b»ng bit/gi©y. Khi ®ã sè bit hiÖu dông ®−îc truyÒn trong 1 gi©y lµ : R = B/2 * ( Tb + Tp + Tg ) Mét c¸ch trung b×nh cã thÓ coi A = B/Tb . Tæ hîp c¶ hai , chóng ta cã Tp + T g A = 2*R ( 1+ ---------- ) Tb H×nh 3.4 Khi truyÒn hîp kªnh nÐn thêi gian Nh− vËy tèc ®é d÷ liÖu thùc tÕ trªn ®−êng kÕt nèi cao h¬n gÊp ®«I tèc ®é d÷ liÖu hiÖu dông mµ hai ®Çu thÊy ®−îc. Ta sÏ thÊy r»ng , mét trong nh÷ng tèc ®é d÷ liÖu c¬ së cu¶ ISDN lµ 144 kb/s . §Ó thùc hiÖn ®−îc ®IÒu nµy cÇn ph¶i truyÒn dÉn vëÝ tèc ®é cao h¬n gÊp ®«i tèc ®é nµy , tøc lµ cì 288 kb/s. Gi¸ trÞ thùc tÕ n»m trong kho¶ng l©n cËn 350 kb/s. §iÒu nµy khã cã thÓ thùc hiÖn ®−îc trªn mét cÆp d©y xo¾n th«ng th−êng. ViÖc lùa chän kÝch th−íc khèi , B lµ mét tho¶ hiÖp gi÷a c¸c yªu cÇu mang tÝnh c¹nh tranh. NÕu B t¨ng th× tèc ®é d÷ liÖu thùc tÕ A gi¶m . §iÒu nµy sÏ lµm thùc hiÖn c«ng viÖc dÔ h¬n. MÆt kh¸c viÖc nµy sÏ lµm trÔ tÝn hiÖu lín h¬n do ph¶I nhí ®Öm ( buffering ) tÝn hiÖu ®ay lµ ®iÒu kh«ng muèn trong viÖc truyÒn dÉn tiÕng nãi. KÝch th−íc gãi ë trong kho¶ng 16 – 24 bit ®−îc coi lµ hîp lý { KADE 81 ]. H×nh 3.5 cho thÊy cÊu tróc bªn trong cña mét bé phËn TCM. Theo c¶ hai h−íng ( truyÒn vµ nhËn ) cÇn ph¶i cã mét buffer b»ng víi kÝch th−íc khèi B . D÷ liÖu ®−îc truyÒn sÏ ®i vµo buffer ®ã víi tèc ®é d÷ liÖu R = B/2 * ( Tb + Tp + Tg ) . D÷ liÖu sÏ ®−îc tuÇn tù truyÒn vêi tèc ®é A = B/Tb . Qu¸ tr×nh ng−îc l¹i sÏ xuÊt hiÖn víi viÖc nhËn . ViÖc truyÒn / nhËn sÏ lu©n phiªn diÔn ra tuÇn tù theo mét sù kiÓm so¸t tõ trung t©m. http://www.ebook.edu.vn
c) Chèng tiÕng väng Víi ph−¬ng ph¸p chèng tiÕng väng , viÖc truyÒn dÉn sè ®−îc phÐp tiÕn hµnh theo c¶ hai h−íng trªn cïng mét d¶I th«ng mét c¸ch ®ång thêi . Mét −íc l−îng tÝn hiÖu tiÕng väng sÏ ®−îc sinh ra trªn ®Çu truyÒn vµ ®−îc trõ ®i tõ tÝn hiÖu vµo . §iÒu nµy sÏ diÖt tiÕng väng rÊt hiÖu qu¶ v× tÝn hiÖu truyÒn ®· biÕt nªn bé chèng tiÕng väng cã thÓ −íc l−îng ®−îc c¸c ®Æc tÝnh cña tiÕng väng vµ t¹o ra mét sù xÊp xØ . Tuy nhiªn hµnh vi thùc sù cña tiÕng väng l¹i phô thuéc vµo c¸c ®Æc tÝnh vËt lý vµ cÊu h×nh cña d©y dÉn b»ng ®ång. ViÖc ®o chÝnh x¸c c¸c ®Æc tÝnh nµy kh«ng chØ rÊt khã mµ chóng l¹I cßn bÞ thay ®æi theo thêi gian. §Ó cã thÓ cã ®−îc sù xÊp xØ chÝnh x¸c h¬n th× mét m¹ch ph¶n håi ®−îc thªm vµo. H×nh 3.5 CÊu tróc bªn trong cña ®¬n vÞ TCM Mét ph−¬ng ph¸p ®iÓn h×nh ®Ó chèng tiÕng väng ®−îc miªu t¶ trong h×nh 3.6. V× tÝn hiÖu truyÒn sÏ bÞ ph¶n x¹ t¹i c¸c ®iÓm kh¸c nhau trong hÖ thèng, hµng lo¹t c¸c phÇn tö tÝn hiÖu , mçi mét phÇn tö bÞ trÔ c¸c phÇn kh¸c nhau , sÏ ®ãng gãp vµo tiÕng väng t¹i bÊt k× mét ®Øªm thêi gian nµo. Thªm vµo ®ã , v× c¸c phÇn tö ®ãng gãp kh¸c nhau qua c¸c qu·ng ®−êng kho¶ng c¸ch kh¸c nhau cho nªn chóng sÏ ph¶I chôi c¸c møc ®é suy gi¶m kh¸c nhau. §iÒu nµy ®−îc thÓ hiÖn b»ng biÓu thøc thêi gian gi¸n ®o¹n nh− sau : Σ e(k) = hn x(k-n) ë ®©y : e(k) = mÉu tÝn hiÖu väng t¹i thêi diÓm k x(k-n) = tÝn hiÖu ®−îc truyÒn t¹i thêi ®iÓm k-n hn = träng sè ®Ó tÝn hiÖu bÞ trÔ bëi thêi gian n TÝn hiÖu tiÕng väng cã thÓ ®−îc −íc l−îng : http://www.ebook.edu.vn
Σ ª(k) = hn(k) x(k-n) ë ®©y : hn(k) = gi¸ trÞ −íc l−îng cña hn t¹i thêi gian k H×nh 3.6 CÊu tróc bªn trong cña bé huû tiÕng väng NÕu c¸c phÇn tö tÝn hiÖu bÞ trÔ lín h¬n mét kho¶ng thêi gian N th× kh«ng t¹o ra ®−îc mét ®ãng gãp cã thÓ ®o ®−îc nµo ®ã vµo tiÕng väng, vµ nÕu hn( ) chÝnh x¸c b»ng hn th× khi ®ã −íc l−îng nµy sÏ b»ng vãi tiÕng väng thùc tÕ. DÜ nhiªn , hn( ) chØ cã thÓ lµ mét c¸ch xÊp xØ mµ th«i. Trong mäi tr−êng hîp , xÊp xØ nµy sÏ ®−îc lÊy khái tÝn hiÖu nhËn ®−îc nh»m huû bá tiÕng väng: d(k) = r(k) - ª(k) = y(k) + e(k) - ª(k) trong ®ã : d(k) = kÕt qu¶ tÝn hiÖu s©u khi huû bá tiÕng väng r(k) = tÝn hiÖu nhËn ®−îc y(k) = thµnh phÇn cña tÝn hiÖu nhËn ®−îc do truyÒn dÉn tõ ®Çu bªn kia Mét lÇn n÷a , gi¶ sö r»ng chØ cã N thµnh phÇn ®Çu tiªn cña tÝn hiÖu ®−îc truyÒn lµ ®¸ng kÓ th× ta cã thÓ viÕt l¹i nh− sau : Σ (h – h (k)) * x(k-n) d(k_ = y(k) + n n Nh− minh ho¹ trong h×nh 3.6 , tÝn hiÖu ra x(t) ®−îc lÊy mÉu ®Þnh k× ®Ó t¹o ra x(k) t¹i c¸c thêi ®IÓm lÊy mÉu k kh¸c nhau ( k= 1, 2, 3, .. ). MÉu nµy sÏ ®−îc chuyÓn qua mét lo¹t c¸c trÔ ®Ó gi÷ l¹i c¸c phiªn b¶n ®· bÞ trÔ cña tÝn hiÖu x(k-n) . C¸c mÉu bÞ trÔ nµy sau ®ã sÏ cã t¹i thêi ®iÓm k ®Ó t¹o ra −íc l−îng ª(k) . C¸c träng sè hn(k) ®−îc cËp nhËt t¹i tõng thêi ®IÓm lÊy mÉu nhê ph¶n håi : http://www.ebook.edu.vn
hn(k+1) = hn(k) + C x(k-n) d(k) ë ®©y C lµ hÖ sè tû lÖ. BiÓu thøc nµy phÇn nµo dÔ h¬n ®Ó ®¸nh gi¸ nÕu ta xem xÐt tr−êng hîp khi kh«ng cã tÝn hiÖu nµy tõ phÝa bªn kia. Trong tr−êng hîp ®ã ta cã : Σ (h – h (k) ) x(k-n) d(k) = n n Trong tr−êng hîp nµy gi¸ trÞ cña d(k) cã thÓ b»ng zero nÕu −íc l−îng tiÕng väng lµ chÝnh x¸c. NÕu −íc nµy kh«ng chÝnh x¸c , khi ®ã mçi träng sè hn(k) sÏ ®−îc ®iÒu chØnh mét l−îng tû lÖ víi x(k-n) d(k) . Qu¸ tr×nh nµy sÏ g©y ra héi tô cña träng sè ®Ðn c¸c gi¸ trÞ thùc cña chóng. ThËm chÝ khi cã mÆt , mét tÝn hiÖu thùc y(t) th× c¸c träng sè còng héi tô , mÆc dï cã chËm h¬n Ký thuËt huû tiÕng ån sÏ tr¸nh ®−îc sù cÇn thiÕt , cã ë TCM vÒ viÖc ph¶I truyÒn víi tèc ®é cao h¬n hai lÇn tèc ®é thuª bao . T¹I tèc ®é 144 kb/s ®−îc ITU-T khuyÕn nghÞ cho ISDN , viÖc nµy sÏ lµm cho viÖc huû tiÕng ån cã −u thÕ h¬n h¼n so víi TCM . Mét ph©n tÝch chi tiÕt vÒ hai hÖ thèng nµy ®· chØ ra r»ng : Khi l¾p ®Æt c¸c cÆp d©y xo¾n th«ng th−êng ë tèc ®é thuª bao 144 kb/s trªn kho¶ng c¸ch 2 km lµ cã thÓ chÊp nhËn ®−îc víi TCM , so víi kho¶ng c¸ch 4 km ®èi víi huû tiÕng väng. Do vËy viÖc ®−a TCM vµo ®−êng thuª bao cã thÓ ph¶i sö dông më réng c¸c c«ng dông cña thiÕt bÞ , ch¼ng h¹n nh− c¸c bé tËp trung ( concentrator ) vµ c¸c bé lÆp (repeater) ®Ó kh¾c phôc ph¹m vi cßn yÕu cña kü thuËt nµy. C¸c hÖ thèng huû tiÕng väng cã thÓ ®ßi hái ®Õn c¸c lo¹i thiÕt bÞ nh− vËy nh−ng trong rÊt Ýt tr−êng hîp. ViÖc huû tiÕng väng cã nh−îc ®iÓm lµ : §ßi hái m¹ch sö lÝ tÝn hiÖu sè phøc t¹p. Tuy nhiªn víi nh÷ng tiÕn bé kh«ng ngõng trong c«ng nghÖ VLSI , chi phÝ cho viÖc huû tiÕng väng gi¶m xuèng , vµ ®· trë thµnh kÜ thuËt ®−îc −a chuéng trong c¸c ®−êng d©y thuª bao sè. d). §−êng d©y thuª bao b»ng sîi quang §−êng c¸p quang ngµy cµng ®−îc sö dông réng r·i trªn c¸c ®−êng trung kÕ sè cña m¹ng viÔn th«ng vµ mét sè rÊt Ýt ®−êng sîi quang sö dông trªn ®−êng thuª bao. Theo dù ¸n ®èi víi ISDN b¨ng réng , nã ®ang ®−î thiÕt kÕ ®Ó thay thÐ , sö dông trªn ®−êng thuª bao nh»m môc ®Ých th−¬ng m¹i . Cã mét sè lín c¸c gi¶ ®Þnh thay thÕ mét c¸ch toµn diÖn sîi quang trªn ®−êng thuª bao. VÒ nguyªn t¾c c¬ b¶n , tÊt c¶ c¸c thay ®æi nµy r¬i vµo 2 ®iÒu sau : C¸c giao diÖn thuª bao cã vÎ nh− ®−îc kÕt nèi mét c¸ch trùc tiÕp vµ c¸c giao diÖn thuª bao ph¶i ®−îc phÐp ®a truy cËp §Ó hiÓu râ h¬n hai ®iÒu trªn , chóng ta h·y b¾t ®Çu b»ng c¸ch xem ph©n bè c¸c cÆp d©y xo¾n s½n cã mµ nã minh ho¹ trong h×nh 3.7a . Trong cÊu h×nh nµy , mçi mét thuª bao truy cËp vµo tr¹m trung t©m ( tæng ®µi ®Þa ph−¬ng ) qua mét ®«i d©y ®¬n. http://www.ebook.edu.vn
§©y lµ c¸ch nèi trùc tiÕp , ®iÓm - ®iÓm gi−a thuª bao vµ tæn ®µi qua c¸p xo¾n ®«i. T¹i Mü ®é dµi trung b×nh cña ®−êng d©y thuª bao cì 3 km H×nh 3.7 §−êng thuª bao sè sö dông sîi quang C¸ch bè trÝ VËt lý cña tËp hîp c¸c cÆp c¸p xo¾n ®«i tõ tæng ®µi tíi thuª bao nh− ph©n bè m¹ng ®−îc coi lµ h×nh sao ( start ) mét ®Çu nèi tíi trËm trung t©m cßn ®Çu kia nèi tíi thuª bao. §Ó thuËn tiÖn ng−êi ta tËp hîp c¸c cÆp xo¾n ®«i vµ bã trong mét c¸p . T¹i mét lo¹t c¸c ®iÓm trªn m¹ng , c¸c sîi d©y ®−îc t·i ra ®Ó nèi tíi c¸c thuª bao C¸ch l¾p ®Æt t−¬ng tù còng ®−îc sö dông cho sîi quang trªn ®−êng thuª bao sè chØ ra mét c¸ch ®¬n gi¶n trong h×nh 3.7b . Theo ®ã c¸c tr¹m trung t©m ®−îc nèi tíi mét bé cña ®iÓm ®iÒu khiÓn tõ xa b»ng c¸p feeder . C¸p feeder sö dông TDM sè cho phÐp nhiÒu kªnh ®−îc truyÒn . Mét sè c¸c thuª bao cã thÓ ®−îc nèi tíi c¸c ®iÓm ®iÒu khiÓn tõ xa mçi mét ®−îc kÕt nèi 1 chiÒu. V× vËy , node ®iÒu khiÓn tõ xa lµ mét bé http://www.ebook.edu.vn
hîp kªnh sÏ kÐt hîp c¸c l−u l−îng tõ mét lo¹t thuª bao vµo mét cap feeder vµ sÏ ph©n kªnh l−u l−îng nµy ®Ðn c¸c thuª bao tõ c¸c feeder . Ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc xem lµ mét ph−¬ng ph¸p h×nh sao tÝch cùc v× mçi mét remote node ®ãng vai trß nh− lµ c¬ së cña c¸ch bè trÝ h×nh sao tÝch cùc vµ mçi mét remote node ®ã rÊt tÝch cùc trong viÖc thùc hiÖn chøc n¨ng hîp/ph©n kªnh. §Ó thùc hiÖn truyÒn dÉn sè song c«ng trªn c¸c bé feeder cã hai c¸ch nh− sau : Hai sîi quang : Mét c¸p quang ®−îc dïng ®Ó truyÒn dÉn cho h−íng nµy cßn sîi kia cho h−íng ng−îc l¹i. Hîp kªnh ph©n chia theo b−íc sãng : ( WDM ) Hai tÝn hiÖu kh¸c nhau sÏ ®−îc t¶i trªn sîi quang ë hai d¶i tÇn sè kh«ng trïng lÆp – kh¸c nhau, mçi mét c¸i theo mét h−íng . Trong c¸c hÖ kh«ng ph¶I sîi quang , ®iÌu nµy ®−îc gäi lµ hîp kªnh ph©n tÇn ( FDM ), nh−ng thuËt ng÷ WDM vÉn ®−îc sö dông cho viÖc truyÒn dÉn sîi quang. Ph−¬ng ph¸p nµy dÉn ®Õn sù ph¸t triÓn dÇn dÇn cña m¹ng. Th«ng th−êng mét c¸ch triÓn khai ban ®Çu sÏ chØ dïng c¸p quang cho c¸c c¸p feeder , víi mét cÆp d©y xo¾n tõ tr¹m ®iÒu khiÓn tõ xa nèi ®Õn thuª bao nh− ta võa míi th¶o luËn sù huû tiÕng väng hoÆc hîp kªnh nÐn thêi gian cã thÓ ®−îc sö dông cho kªts nèi cuèi cïng ®Õn thuª bao nµy . Sau ®ã , cÆp d©y xo¾n cã thÓ ®−îc thay thÕ b»ng sîi quang. §Ó cung cÊp truyÒn dÉn sè song c«ng ®Õn thuª bao , hoÆc sîi quang ®«i hoÆc WDM sÏ ®−îc sö dông trong chÆng cuèi ®Õn thuª bao. C¸ch bè trÝ nµy kh«ng h¹n chÕ trªn mét líp riªng rÎ cña c¸c remote node vµ cã thÓ thùc tÕ liªn quan tíi mét sè c¸c bé hîp kªnh liªn tiÕp, nh− minh ho¹ trªn h×nh 3.8 . ë ®©y , c¸c feeder tõ tr¹m trung t©m sÏ hç trî cho n kªnh b»ng c¸ch sö dông cÊu tróc TDM . Ch¼ng h¹n tõ c¸c T1 sÏ hç trî cho 24 kªnh . ë bé hîp kªnh ®Çu tiªn , M ®−êng sÏ ch¹y tíi c¸c thuª bao vµ M-N kªnh cßn l¹i sÏ tiÕp tôc ®i tiÕp tíi bé hîp kªnh thø 2 . C¸ch x¾p xÕp nµy cho phÐp m¹ng hç trî ®−îc rÊt nhiÒu thuª bao trªn mét diÖn réng víi mét sè l−îng c¸p tèi thiÓu. H×nh 3.8 Sö dông c¸p quang vµ chång tÇn trong vßng néi h¹t http://www.ebook.edu.vn
Víi cÊu h×nh h×nh sao tÝch cùc , thuª bao sÏ kh«ng biÕt chi tiÕt vÒ viÖc thùc hiÖn cña m¹ng ph©n bè c¸p feeder. §Æc biÖt cÊu tróc TDM cña c¸c feeder sÏ kh«ng quan t©m g× tíi c¸c thiÕt bÞ thuª bao . Mét cÊu tróc thay thÕ ®−îc gäi lµ h×nh sao bÞ ®éng sÏ ®¬n gi¶n ho¸ c¸c remote node víi chi phÝ t¨ng cña c¸c thiÕt bÞ thuª bao Víi cÊu tróc h×nh sao thô ®éng , c¸c feeder sÏ t¶i c¸c nhiÒu kªnh nh− tr−íc ®©y. T¹i remote node , tÝn hiÖu sÏ ®−îc t¸ch mét c¸ch quang häc lªn sè c¸c sîi quang ®Ó ®I ®Õn tõng thuª bao riªng lÎ. Nh− vËy tÊt c¶ c¸c thuª bao ®Òu nhËn ®−îc cïng mét tÝn hiÖu. Cã hai c¸ch hîp kªnh cã thÓ ®−îc cho cÊu tróc h×nh sao thô ®éng nµy lµ : WDM dµy : Mçi mét thuª bao ®−îc cÊp mét b−íc sãng cña luång xu«i ( downstream ) ®Þnh s½n ( Tõ trËm trung t©m ®Õn thuª bao ) vµ mét luång ®Þnh s½n ( upstream ) tõ thuª bao ®Õn tr¹m trung t©m. ThuËt ng÷ dµy ®Ó chØ sè c¸c b−íc sãng ®−îc hç trî cã thÓ tõ 40 – 50 b−íc sãng ®èi víi c«ng nghÖ hiÖn cã cho phÐp phôc vô 20-25 thuª bao trªn 1 c¸p feeder TDM : Dung l−îng trªn sîi quang sÏ ®−îc dïng chung b»ng c¸ch sö dông hîp kªnh ph©n chia thêi gian. Theo h−íng luång xu«i , tÝn hiÖu TDM tõ tr¹m trung t©m sÏ ®−îc ph¸t tíi t©t c¶ c¸c thuª bao t rªn cïng cap feeder ; mçi mét thiÕt bÞ thuª bao sÏ sao chÐp c¸c khe thêi gian ®−îc ph©n cho nã tõ tÝn hiÖu vµo . Theo h−íng ng−îc , mçi thuª bao sÏ ®−îc ph©n c¸c khe thêi gian dùa trªn kÜ thuËt ®a truy cËp “®éng “ hoÆc “cè ®Þnh “ nµo ®ã. Ph−¬ng ph¸p h×nh sao thô ®éng cã −u ®iÓm lµ kh«ng cÇn nguån ë tr¹m ®iÒu khiÓn tõ xa. Nh−îc ®iÓm cña nã lµ cÇn thiÕt bÞ phøc t¹p h¬n ë ®Çu thuª bao. Trong hai kÜ thuËt hîp kªnh sö dông cho cÊu h×nh sao thô ®éng th× hiÖn t¹i ph−¬ng ph¸p TDM Ýt tèn kÐm h¬n. Tuy nhiªn gÝa cña c¸c bé WDM ®ang gi¶m xuèng vµ ph−¬ng ph¸p nµy sÏ nhanh chãng c¹nh tranh víi ph−¬ng ph¸p TDM 3.2 C¸c kü thuËt m∙ ®−êng d©y thuª bao Trong ISDN , c¸c d÷ liÖu sè lÉn t−¬ng tù ®Òu ®−îc truyÒn ®i b»ng c¸ch sö dông c¸c tÝn hiÖu sè . Mét tÝn hiÖu sè lµ mét chuçi c¸c xung ®iÖn thÕ ( Volt ) ®−îc truyÒn qua ®−îc dïng ®Ó hiÓn thÞ 1 luång d÷ liÖu nhÞ ph©n . Ch¼ng h¹n, 1 møc ®IÖn thÐ d−¬ng kh«ng ®æi cã thÓ biÓu thÞ sè nhÞ ph©n “0” vµ 1 møc ®IÖn thÕ ©m kh«ng ®æi cã thÓ biÓu thÞ sè nhÞ ph©n “1” . C¸c s¬ ®å m· hãa phøc t¹p h¬n cã thÓ ®−îc sö dông ®Ó n©ng cao ®é hoµn thiÖn hoÆc chÊt l−îng. Trong phÇn nµy chóng ta sÏ xem xÐt c¸c s¬ ®å sö dông trong ISDN; chóng ®−îc ®Þnh nghÜa trong b¶ng 3.1 vµ minh ho¹ trong h×nh 3.9 . §Çu tiªn ta sÏ xem xÐt c¸c tiªu chuÈn ®Ó ®¸nh gi¸ c¸c s¬ ®å kh¸c nhau. Tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ Cã 2 nhiÖm vô quan träng liªn quan ®Õn viÖc diÔn gi¶I c¸c tÝn hiÖu sè t¹i bªn nhËn. §Çu tiªn, bªn nhËn ph¶I biÕt thêi gian cña tõng bit . Tøc lµ bªn nhËn ph¶I biÕt khi nµo mét bÝt b¾t ®Çu vµ chÊm døt víi mét ®é chÝnh x¸c nµo ®ã . Sau ®ã bªn nhËn ph¶I cÇn x¸c ®Þnh xem møc tÝn hiÖu cho tõng xung ®iÖn thÕ lµ cao hay lµ thÊp. http://www.ebook.edu.vn
B¶ng 3.2 §Þnh nghÜa c¸c khu«n d¹ng m· ho¸ tÝn hiÖu sè Nonreturn to Zero Level ( NRZ-L) 0= møc cao 1= møc thÊp Bipolar AMI 0= kh«ng cã tÝn hiÖu 1= møc ©m vµ d−¬ng thay ®æi lu©n phiªn Pseudoternary 0= møc ©m vµ d−¬ng thay ®æi lu©n phiªn 1= kh«ng cã tÝn hiÖu B8ZS Gièng nh− m∙ AMI trõ r»ng sau khi gÆp chuçi 8 gia trÞ 0 th× sÏ bÞ thay thÕ bëi 1 chuçi 2 m∙ xung ®ét HDB3 Gièng nh− m∙ AMI trõ r»ng sau khi gÆp chuçi 4 gia trÞ 0 th× sÏ bÞ thay thÕ bëi chuçi 1 m∙ xung ®ét Mét sè c¸c yÕu tè dïng ®Ó x¸c ®Þnh bªn nhËn thµnh c«ng ®Õn møc ®é nµo trong viÖc diÔn gi¶I tÝn hiÖu vµo ®ã lµ tØ sè tÝn hiÖu trªn ån ( S/N ) , tèc ®é d÷ liÖu vµ gi¶I th«ng cña tÝn hiÖu. Víi c¸c hÖ sè kh¸c b»ng h»ng sè th× nh÷ng mÖnh ®Ò sau lu«n lu«n ®óng : - D÷ liÖu t¨ng sÏ lµm t¨ng tèc ®é sai sè bÝt ( X¸c suÊt 1 bÝt bÞ nhËn lçi ) - Tû sè S/N t¨ng sÏ lµm gi¶m tèc ®é sai bÝt - D¶i th«ng t¨ng sÏ cho phÐp tèc ®é d÷ liÖu gi¶m Cã mét hÖ sè kh¸c cã thÓ ®−îc dïng ®Ó n©ng cao ®é hoµn thiÖn – S¬ ®å m· ho¸ , nã ®¬n gi¶n lµ phÐp ¸nh x¹ tõ c¸c bÝt d÷ liÖu sang c¸c phÇn tö tÝn hiÖu. Cã hµng lo¹t ph−¬ng ph¸p ®· ®−îc thö tr−íc khi m« t¶ mét vµI ph−¬ng ph¸p nµy ta h·y cïng xem xÐt c¸ch ®¸nh gi¸ hoÆc s« s¸nh nh÷ng kÜ thuËt kh¸c nhau.. Sau ®©y lµ mét sè c¸c yÕu tè quan träng : - Phæ tÝn hiÖu - Kh¶ n¨ng ®ång bé ho¸ - Kh¶ n¨ng ph¸t hiÖn lçi - Gi¸ vµ ®é phøc t¹p http://www.ebook.edu.vn
H×nh 3.9 C¸c khu«n d¹ng m· ho¸ tÝn hiÖu sè Mét vµi khÝa c¹nh cña phæ tÝn hiÖu lµ rÊt quan träng. ThiÕu c¸c thµnh phÇn tÇn sè cao cã nghÜa r»ng thiÕu d¶i th«ng nhá ®Ó truyÒn dÉn. MÆt kh¸c thµnh phÇn dßng mét chiÒu ( DC ) còng cÇn ph¶i cã . Víi mét thµnh phÇn DC vµo tÝn hiÖu , c¸c phÇn tö truyÒn dÉn nhÊt thiÕt ph¶i g¾n liÒn thµnh phÇn ®ã . Khi kh«ng cã DC th× c¸c thµnh phÇn AC g¾n liÒn víi biÕn ¸p ( transform ) . ViÖc nµy sÏ t¹o ra mét sù c¸ch ®IÖn rÊt tèt, lµm gi¶m nhiÔu . Cuèi cïng ®é khuyÕch ®¹i , hiÖu øng mÐo tÝn hiÖu vµ nhiÔu sÏ phô thuéc vµo c¸c ®Æc tÝnh phæ cña tÝn hiÖu ®−îc truyÒn qua. Trªn thùc tÕ, ®é tin cËy truyÒn dÉn cña mét kªnh th−êng lµ kÐm h¬n ë c¸c r×a cña b¨ng tÇn. Do vËy mét thiÕt kÕ tÝn hiÖu tèt cÇn ph¶i tËp trung c«ng suÊt truyÒn vµo kho¶ng gi÷a cña d¶i th«ng . Trong tr−êng hîp ®ã, ë tÝn hiÖu nhËn ®−îc cã thÓ xuÊt hiÖn mét ®é mÐo nhá h¬n . §Ó lµm ®−îc ®iÒu nµy , c¸c bé m· cÇn ph¶I ®−îc thiÕt kÕ víi môc ®Ých t¹o d¹ng cho phæ cña tÝn hiÖu truyÒn qua. §Ó cã thÓ nhËn ®−îc tÝn hiÖu sè mét c¸ch tèt ®Ñp, bªn nhËn cÇn ph¶i biÕt thêi gian cña tõng bit. Cã nghÜa lµ bªn nhËn ph¶i biÕt khi nµo mét bÝt b¾t ®Çu vµ chÊm døt víi mét ®é chÝnh x¸c nµo ®ã, ®Ó bªn nhËn cã thÓ lÊy mÉu tÝn hiÖu vµo mét lÇn cho mçi thêi gian bit ®Ó nhËn biÕt gi¸ trÞ cña tõng bit. Nh− vËy sÏ ph¶i cã c¸i gäi lµ kh¶ n¨ng ®ång bé ho¸ tÝn hiÖu gi÷a bªn truyÒn vµ bªn nhËn. Kh«ng thÓ tr¸nh khái r»ng : ®é tr«I nµo ®ã gi÷a c¸c ®ång hå gi÷a bªn truyÒn vµ bªn nhËn, vµ do vËy cÇn ph¶I cã mét c¬ chÕ ®ång bé hoa riªng biÖt nµo ®ã. Mét ph−¬ng ph¸p lµ cung cÊp mét ®ång hå chñ riªng biÖt ®Ó ®ång bé ho¸ bªn truyÒn vµ bªn nhËn. Ph−¬ng ph¸p nµy kh¸ tèn kÐm v× nã cÇn ph¶i cã thªm mét ®−êng d©y n÷a , céng víi mét bé phËn nhËn / truyÒn . Ph−¬ng ph¸p kh¸c cung cÊp c¬ chÕ ®ång bé ho¸ dùa trªn tÝn hiÖu ®−îc truyÒn . §IÒu nµy cã thÓ lµm ®−îc nhê c¸ch m· ho¸ thÝch hîp. ViÖc ph¸t hiÖn lçi lµ tr¸ch nhiÖm cña giao thøc liªn kÕt d÷ liÖu ®−îc thùc hiÖn trªn møc 2 , møc ngay trªn møc VËt lý. Tuy nhiªn sÏ r©t cã Ých nÕu cã kh¶ n¨ng ph¸t hiÖn lçi nµo ®ã ®−îc x©y dùng ngay trong s¬ ®å b¸o hiÖu VËt lý. §iÌu nµy cho phÐp ph¸t hiÖn lçi nhanh h¬n . RÊt nhiÒu s¬ ®å b¸o hiÖu cã kh¶ n¨ng ph¸t hiÖn lçi néi t¹i. MÆc dï c¸c m¹ch logic sè liªn tôc h¹ gia thµnh nh−ng gi¸ vµ ®é phøc t¹p cña s¬ ®å b¸o hiÖu vÉn kh«ng thÓ bá qua http://www.ebook.edu.vn
Kh«ng trë vÒ zero C¸ch th«ng dông vµ dÔ dµng nhÊt ®Ó truyÒn c¸c tÝn hiÖu sè lµ sö dông c¸c møc diÖn thÕ kh¸c nhau cho 2 sè nhÞ ph©n. C¸c m· cã d¹ng sao cho møc ®iÖn thÕ kh«ng thay ®æi trong kho¶ng thêi gian bit ; kh«ng cã sù xª dÞch nµo ( kh«ng trë vÒ møc thÕ zero ). LÊy vÝ dô kh«ng cã ®iÖn ¸p biÓu diÔn sè nhÞ ph©n “ 0” cßn møc ®iÖn ¸p d−¬ng biÓu diÔn sè nhÞ ph©n “1” . Mét c¸ch sö dông th«ng th−êng n÷a lµ møc ®iÖn ¸p ©m biÓu diÔn mét sè nhÞ ph©n cßn møc ®iÑn ¸p d−¬ng biÓu diÔn sè nhÞ ph©n cßn l¹i . M· sau nµy ®−îc gäi lµ kh«ng trë vÒ møc kh«ng ( NRZ-L) minh ho¹ trong h×nh 3.9. M· NRZ-L lµ m· chung ®−îc sö dông ®Ó ph¸t ra hoÆc ®−îc dÞch dø liÖu sè bëi c¸c thiÕt bÞ hoÆc c¸c ®Çu cuèi. NÕu mét mµ kh¸c ®−îc sö dông ®Ó truyÒn th× nãi chung nã th−êng ®−îc sinh ra tõ c¸c tÝn hiÖu NRZ-L bëi hÖ thèng truyÒn H×nh 3.10 MËt ®é phæ cña c¸c kiÓu mµ ho¸ tÝn hiÖu C¸c m· NRZ lµ dÔ nhÊt ®Ó bè trÝ vµ thªm n÷a nã cã hiÖu suÊt sö dông b¨ng th«ng. §iÒu nµy ®−îc minh ho¹ trong h×nh 3.10 , trong h×nh ®ã ®· so s¸nh mËt ®é phæ cña c¸c kiÓu m· hoa kh¸c nhau. Trong h×nh vÏ tÇn sè ®−îc chuÈn víi tèc ®é d÷ liÖu . Nh− ®· thÊy hÇu hÕt n¨ng l−îng cña tÝn hiÖu NRZ ë gi÷a DC vµ mét nöa tèc ®é bÝt . VÝ dô nÕu m· NRZ ®−îc sö dông ®Ó ph¸t ra tÝn hiÖu cã tèc ®é 9600 b/s th× hÇu hÕt n¨ng l−îng cña tÝn hiÖu tËp trung kho¶ng gi÷a 0 vµ 4800Hz H¹n chÕ chÝnh cña c¸c tÝn hiÖu NRZ lµ tån t¹i c¸c thµnh phÇn mét chiÒu vµ kh¶ n¨ng ®ång bé kÐm . H×nh vÏ khi xem xÐt mét x©u dµi c¸c bit “0” cho m· NRZ-L lµ mét møc thÕ kh«ng ®æi trong suèt mét thêi gian dµi. Do vËy mét sù tr«i vÒ mÆt thêi gian gi÷a thiÕt bÞ ph¸t vµ thiÕt bÞ thu vµ kÕt qu¶ lµ mÊt ®ång bé gi÷a hai bªn http://www.ebook.edu.vn
Do sù ®¬n gi¶n vµ liªn quan ®Õn ®Æc tr−ng tÇn sè thÊp cña chóng mµ c¸c m· NRZ-L th−êng ®−îc sö dông ®Ó sè ho¸ c¸c phÐp ghi tõ tÝnh . Tuy nhiªn c¸c h¹n chÕ cña chóng lµm c¸c m· nµy kÐm hÊp dÉn ®èi víi c¸c øng dông truyÒn dÉ c¸c tÝn hiÖu. NhÞ ph©n ®a møc KÜ thuËt m· ho¸ nhÞ ph©n ®a møc bï ®¾p mét vµi thiÕu sãt cña c¸c m· hoa NRZ. C¸c m· nµy cã nhiÒu h¬n 2 møc tÝn hiÖu. Hai vÝ dô cho kiÓu m· hoa nµy ®−îc nªu ra trong hinhg 3.9 : bipolar AMI ( Alternatr Mark Inversion ) vµ pseudoternary . Tong tr−êng hîp cña kiÓu Bipolar-AMI , bit nhÞ ph©n “0” biÓu diÏn b»ng ®−êng kh«ng tÝn hiÖu cßn sè nhÞ ph©n “1” ®−îc biÓu diÔn b»ng xung ©m hoÆc d−¬ng . C¸c xung nhÞ ph©n “1” ph¶i lu©n phiªn ®¶o cùc. §©y lµ −u ®iÓm, tr−íc hÕt nã kh«ng lµm mÊt ®ång bé khi truyÒn mét x©u dµi c¸c bit “1” do dùa vµo “1” truyÒn, m¸y thu cã thÓ ®ång bé l¹i . Nh−ng mét x©u dµi c¸c bit “0” vÉn cßn lµ mét vÊn ®Ò. Thø hai do c¸c tÝn hiÖu “1” lu©n phiªn thay ®æi c¸c møc thÕ ©m råi d−¬ng .. do ®ã kh«ng cßn ( gi¶m ) thµnh phÇn DC . KÕt qu¶ lµ b¨ng th«ng cña tÝn hiÖu sÏ bÐ h¬n b¨ng th«ng cña NRZ ( h×nh 3.10 ) . Cuèi cïng viÖc ®¶o xung sÏ cho ta ph−¬ng tiÖn ®Ó ph¸t hiÖn lçi . Mét lçi riªng biÖt mµ xo¸ ®i mét xung hay thªm vµo mét xung sÏ g©y nªn sù xung ®ét cña ®Æc tÝnh m· ho¸ nµy . §èi víi tr−êng hîp m∙ gi¶ tam ph©n ( Pseudoternary ) c¸c bÝt nhÞ ph©n “1” ®−îc biÓu diÏn b»ng ®−êng kh«ng tÝn hiÖu cßn c¸c bÝt nhÞ ph©n “0” biÓu diÔn b»ng xung ©m hoÆc d−¬ng lu©n phiªn. ¦u ®iÓm cña m· nµy kh«ng kh¸c g× so víi m· bipolar-AMI kÓ c¶ c¸c øng dông thùc tÕ. Xem xÐt møc ®é ®ång bé cña c¸c m· trªn ta thÊy r»ng : khi mét x©u dµi c¸c bit “0” ®èi víi m· AMI hoÆc mét x©u dµi c¸c bit “1” víi m· gi¶ tam ph©n vÉn cßn cã vÊn ®Ò. Mét sè kÜ thuËt kh¸c ®−îc sö dông ®Ó bï ®¾p thiÕu sãt nµy. Mét trong sè ®ã lµ thªm vµo c¸c bÝt khi truyÒn. Chóng ta sÏ thÊy r»ng kÜ thuËt nµy ®−îc dïng bëi ISDN chØ khi truyÒn víi tèc ®é d÷ liÖu thÊp. TÊt nhiªn khi tèc ®é d÷ liÖu cao th× kiÓu truyÒn nµy lµ rÊt ®¾t bëi v× nã sÏ lµm tèc ®é truyÒn tÝn hiÖu sÏ cao h¬n n÷a . §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò khi cÇn ph¶i truyÒn d÷ liÖu tèc ®é cao , mét kÜ thuËt lµm x¸o trén ( scrambling ) dø liÖu ®−îc sö dông . Chóng ta sÏ xem xÐt hai vÝ dô vÒ kü thuËt nµy ë phÇn tiÕp theo. V× vËy, kiÓu nhÞ ph©n nhiÒu møc ®· gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò cña m· NRZ. TÊt nhiªn cã sù c©n nh¾c c¸c yÕu tè ®Ó tho¶ hiÖp lùa chän sö dông c¸c m·. Víi m· nhÞ ph©n ®a møc , mét ®−êng tÝn hiÖu cã thÓ lùa chän 1 trong 3 møc , nh−ng mçi mét phÇn tö tÝn hiÖu cã thÓ biÎu diÔn log23 = 1.58 bit th«ng tin , v× thÕ m· nhÞ ph©n ®a møc kh«ng cã hiÖu suÊt truyÒn tèt nh− m· NRZ MÆt kh¸c , m¸y thu c¸c tÝn hiÖu nhÞ ph©n ®a møc ph¶i ph©n biÖt gi−a 3 møc ( -A , +A , 0 ) thay v× chØ ph¶i ph©n biÖt hai møc theo khu«n d¹ng b¸o hiÖu kh¸c ®· ®−îc th¶o luËn. V× vËy, tÝn hiÖu nhÞ ph©n ®a møc cÇn c«ng suÊt tÝn hiÖu lín h¬n kho¶ng 3 dB so víi tÝn hiÖu hai møc cho cïng mét http://www.ebook.edu.vn
x¸c suÊt bÝt lçi. Nh− chØ ra trong h×nh 3.11 , tèc ®é bÝt lçi cña m· NRZ , t¹i tØ sè S/N cho tr−íc , sÏ bÐ h¬n c¸c m· nhÞ ph©n ®a bÝt H×nh 3.11 Tèc ®é bÝt lçi lÝ thuyÕt cho c¸c kiÓu m· hoa sè KÜ thuËt m· ho¸ thay thÕ Mét sù dÕn gÇn ®¶m b¶o ®ång bé lµ sö dông kiÓu m· thay thÕ. ý t−ëng cñ nã kh¸ ®¬n gi¶n : NÕu cã mét møc ®iÖn thÕ kh«ng ®æi kÐo dµi trªn ®−êng truyÒn th× nã sÏ bÞ thay thÕ b»ng c¸ch nhåi liªn tôc nh÷ng møc ®iÖn thÕ khi truyÒn dÉn ®Ó nhÞp cña m¸y thu cã thÓ duy tr× ®ång bé víi nhÞp m¸y ph¸t. Nh÷ng møc ®iÖn thÕ nhåi liªn tiÕp sÏ ®−îc nhËn biÕt bëi thiÕt bÞ thu vµ ®−îc thay thÕ trë l¹i víi d÷ liÖu nguyªn gçc. Nh÷ng møc ®iÖn thÕ nhåi liªn tiÕp cã ®é dµi b»ng ®é dµi d÷ liÖu nguyªn gçc vµ v× thÕ kh«ng lµm t¨ng tèc ®é truyÒn d÷ liÖu. KÜ thuËt nµy ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau : - Kh«ng cã thµnh phÇn DC - C¸c tÝn hiÖu “0” kh«ng ®−îc qu¸ dµi - Kh«ng lµm gi¶m tèc ®é d÷ liÖu - Cã kh¶ n¨ng ph¸t hiÖn lçi Hai kÜ thuËt ®−îc sö dông trong ISDN ®−îc minh ho¹ trong h×nh 3.12. KiÓu m· ho¸ th−êng dïng ë nam Mü lµ L−ìng cùc víi sù thay thÕ 8 zero ( B8ZS- Bipolar with 8 zeros substitution ) . KiÓu m· ho¸ B8ZS dùa trªn Bipolar-AMI mµ ta ®· thÊy r»ng kiÓu m· ho¸ nµy lµm mÊt ®ång bé. §Ó gi¶i quyÕt ®iÒu nµy , khi m· ho¸ B8ZS ph¶i tu©n theo luËt sau : ♦ NÕu cã tíi 8 zeros x¶y ra vµ xung thÕ cuèi khi tr−íc 8 zeros nµy lµ møc d−¬ng th× 8 zeros sÏ ®−îc m· ho¸ theo luËt sau : 0 0 0 + - 0 - + ♦ NÕu cã tíi 8 zeros x¶y ra vµ xung thÕ cuèi khi tr−íc 8 zeros nµy lµ møc ©m th× 8 zeros sÏ ®−îc m· ho¸ theo luËt sau : 0 0 0 - + 0 + - http://www.ebook.edu.vn
KÜ thuËt nµy g©y ra 2 m· xung ®ét víi m· AMI , mét kÕt qu¶ kh«ng gièng nh− vËy g©y ra bëi ån hoÆc sù suy gi¶m truyÒn dÉn kh¸c. ThiÕt bÞ thu nhËn biÕt c¸c mÉu vµ biªn dÞch chóng thµnh 8 zeros nguyªn gèc Mét kiÓu m· hoa ®−îc sö dông réng r·i t¹i ch©u ¢u vµ NhËt lµ L−ìng cùc mËt ®é cao 3 zeros ( HDB3 – High-density bipolar 3 zeros ) . Nh− ë trªn , nã còng dùa trªn m· AMI. Trong tr−êng hîp nµy 4 zeros ®−îc thay thÕ b»ng chuçi chøa 1 hoÆc 2 xung . Trong mçi mét tr−êng hîp th× 4 zeros ®−îc thay thÕ bëi 1 m· xung ®ét. H¬n n÷a 1 luËt cÇn ®Ó ®¶m b¶o lµ sù xung ®ét lµm thay ®æi ph©n cùc sÏ gióp lµm gi¶m c¸c thµnh phÇn DC. V× thÕ nÕu xung ®ét võa råi lµ d−¬ng th× xung ®ét tiÕp theo sÏ lµ ©m vµ ng−îc l¹i .. ... B¶ng 3.2 chØ ra r»ng ®iÒu kiÖn nµy ®−îc kiÓm tra b»ng c¸ch biÕt sè xung võa míi bÞ xung ®ét lµ ch½n hay lµ lÎ vµ khi biÕt cùc tÝnh cña xung võa ræit−íc khi x¶y ra 4 zeros. H×nh 3.12 LuËt m· ho¸ B8Zs vµ HDB3 B¶ng 3.2 LuËt HDB3 Cùc tÝnh Sè cña xung l−ìng cùc Ch½n LÎ - 000– +00+ + 000+ -00- H×nh 3.10 chØ ra ®Æc tÝnh phæ t−¬ng øng víi 2 m· nµy. Nh− cã thÓ thÊy c¶ 2 ®Òu kh«ng cã thµnh phÇn DC. HÇu hÕt n¨ng l−îng tËp trung trong vïng phæ xung quanh tÇn sè b»ng mét nöa tèc ®é truyÒn d÷ liÖu. V× thÕ m· nµy ®−îc sö dông ®Ó truyÒn dÉn tèc ®é cao http://www.ebook.edu.vn
3.3 Giao diÖn U KhuyÕn nghÞ cña ITU-T ISDN ®èi víi ISDN kh«ng bao gåm c¸c chØ dÉn cho ®−êng thuª bao ISDN. Tuy nhiªn ITU-T ®−a vµo khuyÕn nghÞ G.961* mµ nã chØ ra giao diÖn gi÷a c¸c thiÕt bÞ thuª bao vµ gi÷a c¸c ®−êng thuª bao truy cËp tèc ®é c¬ së vËn hµnh t¹i tèc ®é 160 kb/s. Giao diÖn nµy ®−îc coi lµ ®iÓm tham chiÕu U. G.961 chØ lµ 1 phÇn th«ng sè kÜ thuËt. Nã cho phÐp sö dông c¶ kÜ thuËt huû bá tiÕng väng vµ hîp kªnh nÐn thêi gi¶n trªn c¸p xo¾n ®¬n ( 2 d©y ) . Mét vµi kÜ thuËt m· ®−êng còng ®−îc chØ ra. T¹i Mü , c«ng viÖc nµy ®· tiÕn xa h¬n, ANSI ®· ®−îc ®−a vµo hîp chuÈn T1.601* cho c¸c giao diÖn truy cËp tèc ®é c¬ b¶n trªn ®−êng thuª bao. Chóng ta sÏ xem xÐt m· ®−êng víi chuÈn ANSI ngay trong môc nµy. KÜ thuËt m· ®−êng ®−îc chØ ra trong T1.601 gäi lµ : M∙ hai nhÞ ph©n mét bèn phÇn ( 2B1Q – two binary one quaternary ) Sö dông m· ®−êng rÊt cã hiÖu qu¶ vÒ b¨ng th«ngbëi mçi phÇn tö tÝn hiÖu ®Æc tr−ng cho 2 bit chø kh«ng ph¶i lµ 1 bit. 4 møc ®iÖn thÕ kh¸c nhau ®−îc sö dông. Do mçi mét phÇn tö tÝn hiÖu cã thÓ lµ 1 trong 4 gi¸ trÞ cã thÓ do vËy lu«n cÇn ®Õn 2 bit B¶ng 3.3 x¸c ®Þnh 2B1Q . Hai møc thÕ d−¬ng vµ 2 møc thÕ ©m ®−îc sö dông. Phï hîp víi mçi mét møc thÕ lµ mét cÆp bit. Bit ®Çu tiªn lµ mét nÕu cùc tÝnh cña xung lµ d−¬ng vµ lµ zero nÕu cùc tÝnh cña nã lµ ©m . BÝt thø hai lµ mét nÕu biªn ®é cña xung lµ 0.833Volt vµ b»ng zero nÕu biªn ®é cña xung lµ .2,5Volt. Mçi mét trong 4 thµnh phÇn cña hai bit ®−îc kÝ hiÖu bëi c¸c biÓu t−îng. Gi¸ trÞ trong b¶ng vµ sÏ ®−îc hiÓu nh− tªn cña biÓu t−îng chø kh« ng ph¶i lµ gi¸ trÞ sè B¶ng 3.2 Møc tÝn hiÖu 2B1Q Bit ®Çu tiªn Bit thø 2 BiÓu t−îng §iÖn thÕ 2.5 +3 0 1 0.833 +1 1 1 -0.833 -1 1 0 -2.5 -3 0 0 H×nh 3.13 VÝ dô vÒ m· ho¸ 2B1Q http://www.ebook.edu.vn
Víi 2B1Q , chóng ta nh×n ph©n biÖt gi÷a tèc ®é d÷ liÖu vµ tèc ®é ®iÒu chÕ. Tèc ®é d÷ liÖu ( sè bÝt trong gi©y b/s ) lµ tèc ®é c¸c gi¸ trÞ bit ®−îc truyÒn . Tèc ®é ®iÒu chÕ ( ®−îc gäi baund ) lµ tèc ®é mµ sè biÓu t−îng ®−îc ph¸t ra. Nãi chung : D = R / b = R / log2 L Trong ®ã : D= tèc ®é ®iÒu chÕ , baund R= tèc ®é d÷ liÖu , b/s L= sè cña c¸c yÕu tè tÝn hiÖu kh¸c nhau b= sè bit trªn mét biÓu t−îng Trong tr−êng hîp cña T.601 , tèc ®é d÷ liÖu lµ 160 kb/s cßn tèc ®é ®iÒu chÕ lµ 80 Kbaund ¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p m· hoa nµy lµ b¨ng th«ng cña tÝn hiÖu t−¬ng øng ( so víi NRZ-L) b»ng b¨ng th«ng cña NRZ-L chia cho sè bÝt trªn mét phÇn tö biÓu t−îng [COUC97]. V× thÕ 2B1Q sÏ chØ cÇn ®ßi hái b¨ng th«ng b»ng mét nöa cña b¨ng th«ng NRZ-L . M· ho¸ nµy ®−îc chän cho giao diÖn U ®Ó truyÒn dø liÖu do tèc ®é baund thÊp h¬n , gi¶m thiÓu hai h¹n chÕ : sù trë ng¹i biÓu t−îng vµ tiÕng väng gÇn (inter-symbol interference and near-end echo ) L−u ý cuèi cïng vÒ kiÓu m· ho¸ 2B1Q lµ tr−íc khi truyÒn d÷ liÖu ph¶i ®−îc x¸o trén ( scrambling ) vµ råi ®−îc tuÇn tù x¾p ( descambled ) l¹i tai ®Çu tiÕp nhËn . §iÒu nµy lµm d÷ liÖu cã vÎ gi¶ ngÉu nhiªn mét c¸ch tù nhiªn h¬n gióp cho thiÕt bÞ thu t¸ch ®−îc ra nhÞp bit. §iÒu nµy còng ¶nh h−ëng tíi ®Æ tr−ng phæ cña tÝn hiÖu , t¹o ph©n bè c«ng suÊt ®ång ®Òu h¬n. Trong phô lôc 3A sÏ l¹i th¶o luËn ®iÒu nµy 3.4 §iÒu chÕ biªn ®é trùc giao §iÒu chÕ biªn ®é trùc giao ( QAM – Quadrature Amplitude Modulation ) lµ c«ng nghÖ tÝn hiÖu t−¬ng tù th«ng dông sö dông trong ADSL . Tr−íc hÕt chóng ta sÏ xem xÐt tÝn hiÖu t−¬ng tù råi ®Õn QAM . KÜ thuËt tÝn hiÖu t−¬ng tù C¬ së cña tÝn hiÖu t−¬ng tù lµ tÝn hiÖu liªn tôc cã tÇn sè kh«ng ®æi vµ gäi lµ tÝn hiÖu mang ( carrier signal ). Th«ng tin sè ®−îc m· ho¸ b»ng mét thiÕt bÞ modem ®Ó ®iÒu chÕ mét trong 3 ®Æc tÝnh cña tÝn hiÖu mang : biªn ®é , tÇn sè hoÆc pha hay lµ tæ hîp gi÷a chóng. H×nh 3.14 minh ho¹ 3 d¹ng c¬ b¶n cña ®iÒu chÕ t−¬ng tù cho tÝn hiÖu sè : - Kho¸ dÞch biªn ®é - Khãa dÞch tÇn sè - Kho¸ dÞch pha http://www.ebook.edu.vn
Trong tÊt c¶ c¸c tr−êng hîp nµy , tÝn hiÖu sinh ra chøa d¶i tÇn sè vÒ c¶ hai phÝa cña tÇn sè sãng mang vµ ®−îc gäi lµ b¨ng th«ng cña tÝn hiÖu. Víi kho¸ dÞch biªn ®é ( ASK – Amplitude shift key) , hai gi¸ trin nhÞ ph©n ®−îc biÓu diÔn b»ng hai biªn ®é kh¸c nhau cña tÇn sè sãng mang. Trong mét vµi tr−êng hîp mét biªn ®é sãng mang b»ng zero: sè nhÞ ph©n “1” ®−îc biÓu diÏn b»ng sù cã mÆt c¶u sãng mang cßn sè nhÞ ph©n kia “0” b»ng sù v¾ng mÆt cña sãng mang. ASK dÔ bÞ tæn th−¬ng bëi sù thay ®æi ®ét ngét vµ ®iÒu chÕ hiÖu suÊt kÐm . ASK còng cã thÓ ®−îc sö dông víi s[s møc biªn ®é nhiÒu h¬n 2 . HÖ bèn møc chp phÐp m· ho¸ côm 2 bit mét ASK lµ c«ng nghÖ ®−îc sö dông ®Ó truyÒn c¸c d÷ liÖu sè trªn ®−êng c¸p quang. Víi LED bÝt nhÞ ph©n “1” ®−îc biÓu diÔn b»ng 1 xung ¸nh s¸ng ng¾n cßn bÝt “0” lµ sù kh«ng cã mÆt cña ¸nh s¸ng. Cßn bé ph¸t Laser, th«ng th−êng cã mét dßng ng−îc cè ®Þnh lµm cho thiÕt bÞ lu«n ph¸t ra møc s¸ng thÊp . Møc thÊp nµy biÓu diÔn møc nhÞ ph©n “0” trong khi ®ã sãng ¸nh s¸ng víi biªn ®é lín biÓu diÔn møc “1” H×nh 3.14 §iÒu chÕ t−¬ng tù cho d÷ liÖu sè Víi kho¸ dÞch tÇn sè ( Frequency-shift key ) hai gia trÞ nhÞ ph©n biÓu diÔn b»ng hai tÇn sè kh¸c nhau gÇn tÇn sè sãng mang. KiÓu nµy Ýt bÞ tæn th−¬ng g©y lçi hon http://www.ebook.edu.vn
ASK. Trªn ®−êng tho¹i th−êng sö dông tíi 1200 b/s cßn nãi chung víi tÇn sè cao ( 4 tíi 30 MHz ) cho ph¸t thanh radio. H×nh 3.1 minh ho¹ FSK Víi kho¸ dÞch pha ( PSK - Phase-shift key ) , pha cña sãng mang ®−îc dÞch ®Ó m· ho¸ d÷ liÖu. H×nh 3.14c lµ mét vÝ dô cña hÑ 2 pha. Trong hÖ nµy tÝn hiÖu nhÞ ph©n “0” ®−îc biÓu diÔn b»ng c¸ch göi mét côm tÝn hiÖu cã cïng pha víi côm tÝn hiÖu sãng tíi cßn tÝn hiÖu “1” ®−îc biÓu diÔn b»ng c¸ch göi mét côm tÝn hiÖu cã pha ng−îc víi côm tÝn hiÖu sãng tíi. PSK cã thÓ sö dông dÞch nhiÒu h¬n 2 pha. Mét hÖ thèng 4 pha còng cã thÓ m· ho¸ 2 bit cho mçi mét côm tÝn hiÖu. kÜ thuËt PSK kh¸ng ån m¹nh h¬n vµ cã hiÖu suÊt h¬n FSK. Trªn ®−êng tho¹i tèc ®é truyÒn ®¹t tíi 9600 b/s Cuèi cïng mét sù tæ hîp cña PSK vµ ASK mµ t¹i ®ã , mét vµi hoÆc tÊt c¶ c¸c pha cã mét hay hai biªn ®é , KÜ thuËt nµy ®−îc xem nh− lµ t¹o tÝn hiÖu ®a møc bëi v× mçi mét phÇn tö tÝn hiÖu biÓu diÔn nhiÒu bit. KÜ thuËt QAM QAM lµ tÝn hiÖu t−¬ng tù th«ng dông nhÊt ®−îc sö dông cho ADSL. QAM cã −u ®IÓm lµ cã kh¶ n¨ng göi 2 tÝn hiÖu kh¸c nhau ®ång thêi trªn cïng mét tÇn sè sãng mang b»ng c¸ch sao chÐp 2 tÇn sè sãng mang , mét ®−îc dÞch 90o so víi sãng kia. Víi QAM , mçi mét sãng mang ®−îc ®IÒu chÕ ASK . Hai tÝn hiÖu ®éc lËp ®−îc truyÒn ®ång thêi qua cïng mét m«i tr−êng. T¹I ®Çu thu , c¶ hai tÝn hiÖu®−îc gi¶I ®IÒu chÕ vµ tÝn hiÖu thu ®−îc ®−îc tæ hîp sinh ra sè nhÞ ph©n nguyªn gèc. H×nh 3.15 ®−a ra kiÓu ®IÒu chÕ QAM ®IÓn h×nh. Lèi vµo lµ mét chuçi c¸c sè nhÞ ph©n ®Õn víi tèc ®é R b/s . Luång tÝn hiÖu nµy ®−îc t¸ch ra thµnh 2 phÇn ®éc lËp mçi chuçi bÝt cã tèc ®é R/2 b»ng c¸ch lÊy lu©n phiªn c¸c bit. Trong ®å thÞ chuçi phÝa trªn ®−îc ®IÒu chÕ ASK trªn sãng mang cã tÇn sè wc b»ng c¸ch nh©n chuçi bit víi sãng mang. Do vËy bit “0” ®−îc biÓu diÕn bëi sù thiÕu sãng mang cßn bit “1” ®−îc biÓu diÔn bëi sãng mang víi biªn ®é kh«ng ®æi. Còng víi chÝnh sãng mang nµy ®−îc dÞch pha 90o ®ù¬c sö dông ®Ó ®IÒu chÕ ASK cho chuçi bit phÝa d−íi. Hai tÝn hiÖu ®· ®−îc ®IÒu chÕ nµy ®−îc séng l¹i víi nhau råi truyÒn dÉn. TÝn hiÖu ®−îc truyÒn cã thÓ ®−îc biÓu diÔn nh− sau : s(t) = d1(t) cos wct + d2 sin wct NÕu 2 møc ASK ®−îc sö dông th× mçi mét cña 2 chuçi cã thÓ lµ mét trong 2 tr¹ng th¸i vµ ®−îc tæ hîp thµnh 1 trong 4 = 2 x 2 tr¹ng th¸i. NÕu 4 møc ASK ®−îc sö dông ( Tøc lµ 4 møc biªn ®é kh¸c nhau ) th× th× tæ hîp lµ 1 trong 16 = 4 x 4 tr¹ng th¸i. HÖ thèng khi dïng 64 hoÆc thËm chÝ 256 tr¹ng th¸i ®· ®−îc sö dông . Víi sè tr¹ng th¸i lín h¬n , tèc ®é d÷ liÖu cao h¬n còng cã kh¶ n¨ng sö dông bªn trong d¶I th«ng ®· cho. TÊt nhiªn, nh− ®· nãi tr−íc ®©y sè tr¹ng th¸i lín h¬n , tèc ®é d÷ liÖu cao h¬n tèc ®é lçi t¨ng do ån vµ suy hao http://www.ebook.edu.vn