Chương 5: Hê thống truyền dẫn tương tự và số

Chương 5: Hê th ng truy n d n tương t s 2/28/2013 /46 Gi i thi u • Truy n thông s : s n c a tín hi u s gi a hay nhi u m • Tín hi u: nh phân ho c xung s r i r c • Ngu n: d ng s ho c tương t • Mơi trư ng: dây kim lo i, cáp xo n, cáp quang, khơng dây 2/28/2013 /46 Gi i thi u • L i ích: Kháng nhi u tín hi u tương t : t n s , biên ñ , pha khơng c n thi t đư c đánh giá xác, thay vào ngư ng m c Thích h p đ x lý ghép kênh Using signal regeneration than signal amplification⇒longer distances D ño ñ c ñánh giá D dò s a l i 2/28/2013 /46 Introduction • H n ch : C n nhi u băng thông C n thêm m ch bi n ñ i A/D –D/A C n m ch ñ ng h ñ ñ ng b th i gian t i đ u thu Khơng phù h p v i ki u truy n tương t cũ 2/28/2013 /46 ði u ch xung Các phương pháp bi n đ i thơng tin thành xung ñ truy n PWM (Pulse Width Modulation): ñ r ng xung t l v i biên đ tín hi u tương t PPM (Pulse Position Modulation): v trí c a xung (đ r ng h!ng) thay đ i theo biên đ c a tín hi u tương t m t kho"ng th i gian PAM (Pulse Amplitude Modulation): biên ñ c a xung (ñ r ng h!ng, v trí h!ng) thay đ i theo biên ñ c a tín hi u tương t PCM (Pulse Code Modulation): tín hi u tương t đư c l#y m u chuy n ñ i thành chu i nh phân có chi u dài c đ nh theo biên đ c a tín hi u • PCM phương pháp thông d$ng h th ng truy n thơng, nh#t PSTN 2/28/2013 • /46 Pulse Modulation • Figure 15-1 Analog signal Sample pulse PWM PPM PAM PCM 2/28/2013 /46 Pulse Code Modulation • PCM khơng h%n d ng u ch mà gi ng d ng mã hóa ngu n • Các xung ñư c c ñ nh ñ dài biên ñ – A pulse l ⇒ logic l i – Lack of puse ⇒logic • M ch tích h p mã hóa gi"i mã PCM ñư c g&i codec 2/28/2013 /46 Pulse Code Modulation • Block diagram of a single channel, simplex PCM Parallel data Analog input signal PAM Sample and hold Bandpass filter Sample pulse Regenerative repeater A/D converter P/S converter Conversion clock Line speed clock Serial PCM code Serial PCM code Serial PCM code d Regenerative repeater Quantized PAM signal Quantizer Encoder Parallel data 2/28/2013 S/P converter D/A converter Line speed clock Conversion clock Hold circuit PAM Low pass filter Analog output signal /46 L c Amplitude Filter 300 2/28/2013 4000 Frequency [Hz] /46 L c • H u h t lư ng c a ngơn ng nói Hz 3300 hay 3400 Hz: gi a 200 hay 300 B ≈ KHZ • M t t ng quát ñư c ch n là: B = KHZ 2/28/2013 10 /46 Time-Division Multiplexing • Mã PCM c a m i kênh chi m m t khe th i gian c đ nh frame TDM • H th ng kênh: • T c đ truy n (bandwidth) t i ngõ b ghép kênh channels 8000 samples bits x x = 128kbps sample sec frame 125µs PCM code Channel 2/28/2013 PCM code Channel 25 /46 Time-Division Multiplexing • H th ng n kênh: • T c đ truy n (bandwidth) t i ngõ b ghép kênh n channels 8000 samples bits x x = n * 64kbps sample sec frame 125µs PCM code Channel Ex: n = 32 2/28/2013 PCM code Channel … PCM code Channel n 256 Bits/frame, B = 2.048 Mbps, CLOCK = 2.048 MHz 26 /46 Digital Carrier System • DSC m t h th ng truy n thông s d$ng xung s , nhi u tín hi u tương t , đ mã hóa thơng tin • The Bell system (AT&T) H th ng sóng mang T1 chu-n tho i c a B c M( đư c cơng nh)n b+i CCITT (ITU-T) - G.733 • Sóng mang T1 s d$ng PCM-TDM Nó ghép 24 kênh tho i thành frame M i frame phân bi t b+i Framing bit • The 24-channel multiplexed bits, now a 1st level digital signal (DS-1), are processed by a T1 line driver 2/28/2013 27 /46 Digital Carrier System Telephone F 24 fax communication Fax 2 D Mux V V Sample D V V Sample digital data 24 8000 key: D = Data V = Voice F = Frame A T1 timeRdivision multiplexing scheme 2/28/2013 28 /46 T1 physical layout • T1 đư c làm t, c p dây đ ng Các c p dây đư c dùng v i c#u hình full duplex v i c p dùng đ truy n c p khác đ nh)n thông tin Customer Premises Equipment (CPE) typically terminate a T1 with a RJ48C jack 2/28/2013 29 /46 Digital Carrier System • M i kênh ch a bit mã PCM l#y m u 8000 l n/giây • T c đ truy n: 24 channels bits x = 192 bits per frame frame sample 192 bits 8000 frames x = 1536kbps = 1.536Mbps frame sec 2/28/2013 30 /46 Digital Carrier System 2/28/2013 Bell system T1 digital carrier system 31 /46 Frame synchronization • M t bit (framing bit) ñư c thêm vào phía trư c tín hi u truy n m i frame • Bit xu#t hi n l n m i frame (8 Kbps rate) ñư c l#y l i t i đ u thu • Các bit framing ñư c t)p h p t i ñ u thu (framing channel) đư c dùng đ trì frame ñ ng b m u gi a b truy n b thu • T)p h p bit framing t, mã ñ ñ u thu hi u (multiframe alignment-later) 2/28/2013 32 /46 Frame synchronization • frame ch a: 192+1=193 bits • Có 8000 framing bits m i giây • T c đ đư ng truy n c a h th ng s T1 là: 193 bits 8000 frames x = 1.544 Mbps frame second = 1.536 Mbps+ 8000bits = 1.544 Mbps 2/28/2013 33 /46 D1-type channel banks • D1 framing ( T1 early version) • M i kênh s d$ng LSB g&i S-bit (bit tín hi u inband signaling) (7 bits cho tho i, bit cho tín hi u) • S-bit đư c dùng cho: FLASH-HOOK, ON-HOOK, OFF-HOOK, DIAL PULSING, RINGING, … • T c đ kênh tín hi u = Kbps (BW waste) tho i = 56 kbps (voice quality suffers) 128 bư c lư ng t vs 256 (with bits) • Framing bit pattern = 1 1 …… (POOR) (NO SF, NO ESF) 2/28/2013 34 /46 D1-type channel banks 2/28/2013 35 /46 E1 Carrier System EUROPE 32 TIME SLOTS (CHANNELS) B = n.64 Kbps BITS = 8n …… SYSTEM CLOCK: n channels bits 8000 frames x x channel frame sec ond EXAMPLE: n = 32; B = 2.048 Mbps BITS = 256 BITS, CLOCK = 2.048 MHz 2/28/2013 36 /46 E1 Carrier System • Ngồi B c M( Nh)t B"n, E1 đư c s d$ng r ng rãi • E1 có t c đ d li u 2048 Mbps • H th ng có ó 32 kê kênh h bit ñ ñư c g i ttrong frame 256 bit • Hai kênh ñư c dùng cho báo hi u 30 kênh dùng cho d li u Không h tr Bit Robbing T1 ñ Báo hi u 2/28/2013 37 /46 E1 Carrier System • E1 frame 2/28/2013 38 /46 E1 Carrier System • frame có 32 TS (0-31), a multiframe g m of 16 frames (0-15) • TS0 is used for: – ð ng b – Báo hi u truy n (alarm transport) – International carrier use • TS16 dùng đ truy n thơng tin CAS (Channel Associated Signaling) 2/28/2013 39 /46 ... m t kho"ng th i gian PAM (Pulse Amplitude Modulation): biên ñ c a xung (đ r ng h!ng, v trí h!ng) thay ñ i theo biên ñ c a tín hi u tương t PCM (Pulse Code Modulation): tín hi u tương t ñư c l#y... ng truy n thông, nh#t PSTN 2/28/2013 • /46 Pulse Modulation • Figure 15- 1 Analog signal Sample pulse PWM PPM PAM PCM 2/28/2013 /46 Pulse Code Modulation • PCM khơng h%n d ng ñi u ch mà gi ng... (Europe, so VN) 2/28/2013 14 /46 Digital companding • Nén th c hi n sau m u ngõ vào đư c chuy n thành PCM n tính (t i Tx end) gi"i nén t i trư c b gi"i mã PCM (at Rx end) 2/28/2013 15 /46 Delta modulation