Bài giảng "Xử lý tín hiệu băng gốc và ghép kênh trong hệ thống truyền dẫn" - Th.s Phan Thanh Hièn doc

1 Bμigi¶ng Xö Lý TÝN HIÖU B¡NG GèC Vμ GHÐP K£NH TRONG HÖ THèNG TRUYÒN DÉN Gi¶ng viªn: ThS. Phan Thanh HiÒn 2 GHÉP KÊNH TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN 3 §1 Giới thiệu chung §2 Kỹ thuật ghép kênh theo tần số FDM. §3 Kỹ thuật ghép kênh theo thời gian TDM. § 4 Phân cấp TDM-PCM  4.1 Theo PDH.  4.2 Theo SDH. § 5 Ghép kênh tín hiệu băng rộng Nội dung trình bày: 4 §1 Giới thiệu chung  Việc chia sẻ đường truyền dẫn thành nhiều kênh liên lạc cho nhiều nguồn thông tin cùng sử dụng được gọi là ghép kênh.  Trong kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu, có ba phương pháp ghép kênh cơ bản:  Ghép kênh theo tần số (FDM: frequency Division Multiplexing), trong đó băng tần truyền dẫn của hệ thống được chia thành nhiều băng con hình thành nhiều kênh liên lạc phân biệt với nhau về tần số. 5 §1 Giới thiệu chung  Ghép kênh theo thời gian (TDM: Time Division Multiplexing), trong đóthời gian sử dụng đường truyền dẫn được chia thành các phần khác nhau gọi là các khe thời gian và việc truyền đưa tin tức từ các nguồn tin khác nhau được thực hiện trong các khe thời gian riêng biệt.  Ghép kênh theo bước sóng (WDM: Wavelength Division Multiplexing), trong đómỗi tín hiệu được điều chếởmột bước sóng ánh sáng, sau đó nhiều bước sóng khác nhau được truyền cùng trên một sợi quang. 6 §1 Giới thiệu chung  Về nguyên tắc, phương pháp ghép kênh theo thời gian cũng có thể áp dụng cho các tín hiệu analog.  Tuy nhiên, các tín hiệu analog thường xem được là có phổ tương đối hạn chế. Thêm vào đó, việc chuyển phổ của các tín hiệu analog lên các băng tần đường dây và sắp xếp chúng phân biệt nhau về giải tần có thể thực hiện được một cách dễ dàng.  Do đó, trong các hệ thống truyền dẫn analog việc ghép nhiều kênh liên lạc thường được thực hiện theo phương pháp ghép kênh theo tần số. 7 NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH Ghép kênh là tập hợp các kỹ thuật cho phép truyền liên tục nhiều tín hiệu trên một đường truyền duy nhất CompA1 CompB1 CompC1 CompA2 CompB2 CompC2 Rate Da Rate Db Rate Dc 3 Đường: đắt & không tiện dụng CompA1 CompB1 CompC1 CompA2 CompB2 CompC2 Da Db Dc D>=Da+Db+Dc M U X D E M U X 1 đường chia sẻ:rate D Ghép kênh Giải ghép kênh 8 §1 Giới thiệu chung  Tín hiệu số có một đặc điểm cơ bản là các xung tín hiệu có thời gian tồn tại hữu hạn. Thời gian tồn tại của từng phần tử chỉ phụ thuộc vào độ rộng xung.  Khi độ rộng xung của tín hiệu khá nhỏ hơn độ dài khung tín hiệu, có thể chia khung tín hiệu thành một số khe thời gian và ghép một số xung tín hiệu từ một số nguồn tin số vào cùng một khung tín hiệu. 9 §2 Kỹ thuật ghép kênh theo tần số FDM: Frequency Division Multiplexing FDM: -Nhiều dòng số liệu được gửi tại tần số khác nhau trên cùng đường truyền -Dải thông đường truyền phải lớn hơn tổng dải thông các dòng bit thành phần -Được sử dụng rộng rãi trong mạng thông tin tương tự 10 §2 Kỹ thuật ghép kênh theo tần số FDM: Frequency Division Multiplexing  Sơ đồ nguyên lý: Mod 1 Bộ lọc1 0,3 3,4 F 1 Mod 2 Bộ lọc2 0,3 3,4 F 2 Mod 3 Bộ lọc3 0,3 3,4 F3 0,3 3,4 DeMod 1 F1 Bộ lọc1 0,3 3,4 DeMod 2 F2 Bộ lọc2 0,3 3,4 DeMod 3 F3 Bộ lọc3 Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý ghép kênh theo tần số [...]... phối Hệ thống truyền dẫn 2 1 5 2 4 3 3 4 4 Xung đồng bộ khung Tách xung đồng bộ khung Hình vẽ: Hệ thống TDM 4 kênh 21 NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH Mạch mô phỏng quá trình ghép kênh 22 § 3 Kỹ thuật ghép kênh theo thời gian 3.1 Cơ sở ghép kênh theo thời gian Hình ảnh minh họa việc truyền tin sử dụng TDM 4 kênh (ghép các xung PAM): V F F 1 2 F 3 4 1 2 F 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 Hình vẽ: Dạng sóng của hệ thống TDM 4 kênh. .. các dòng bit thành phần -Dữ liệu lần lượt truyền trong thời gian ngắn - ược sử dụng rộng rãi trong mạng thông tin số CompA1 CompB1 CompC1 M U X … C1 B1 A1 C1 B1 A1 … D E M U X CompA2 CompB2 CompC2 19 NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH THEO THỜI GIAN Nguyên lý ghép kênh số 20 § 3 Kỹ thuật ghép kênh theo thời gian 3.1 Cơ sở ghép kênh theo thời gian Hình vẽ là sơ đồ đơn giản của nguyên lý ghép kênh theo thời gian Bộ... chính xác mỗi bít hoặc khe thời gian và phân chia luồng tín hiệu số đến thành các tín hiệu thành phần Các tín hiệu thành phần sau đó đi đến kênh ra tương ứng 28 § 3 Kỹ thuật ghép kênh theo thời gian 3.1 Cơ sở ghép kênh theo thời gian Một đoạn của tín hiệu được hình thành bởi từ mã đồng bộ khung và các bít tin gọi là một khung Một nhóm bít tin mang thông tin của 1 kênh (8 bit) tạo nên 1 khe thời gian... độ truyền dẫn dữ liệu theo bps (bit per second) Độ rộng (chiều dài 1 bit) Thời gian (thiết bị phát) dùng để truyền 1 bit Tốc độ điều chế Tốc độ mức tín hiệu thay đổi Đơn vị là baud = số phần tử tín hiệu trong 1 giây Mark và Space Tương ứng với 1 và 0 nhị phân 32 Diễn giải tín hiệu Cần biết Định thời của các bit (khi nào chúng bắt đầu và kết thúc) Mức tín hiệu Yếu tố ảnh hưởng đến việc diễn giải tín hiệu. .. frequency Guard) 16 § 3 Kỹ thuật ghép kênh theo thời gian TDM: Time Division Multiplexing 3.1 Cơ sở ghép kênh theo thời gian: Khi có hai tín hiệu tương tự trở lên được truyền dẫn trên một kênh thông tin, thường sử dụng một trong hai phương pháp cổ điển để liên kết hai tín hiệu riêng rẽ này Phương pháp thứ nhất là ghép kênh theo tần số Phương pháp cổ điển thứ hai, tất cả các tín hiệu đều có cùng tần số nhưng... Kỹ thuật ghép kênh theo tần số FDM: Frequency Division Multiplexing Các bộ điều chế có tần số sóng mang khác nhau: F1≠F2≠F3 Đầu ra của các bộ điều chế được hai băng sóng như hình: 0,3 3,4 F-3,4 F-0,3 F F+0,3 F+3,4 f Hình 3.2: Tần phổ của đường dây Băng bên trên (F+f), băng dưới (F-f) Sau đó cho qua các bộ lọc, lọc lấy một băng (hoặc là băng trên hoặc là băng dưới) và đưa lên đường dây và truyền dẫn... khoảng thời gian khác nhau trong dải thời gian, đó chính là ghép kênh theo thời gian 17 § 3 Kỹ thuật ghép kênh theo thời gian 3.1 Cơ sở ghép kênh theo thời gian Để thực hiện việc này, mỗi tín hiệu tương tự được lấy mẫu tại các thời điểm khác nhau và xung lấy mẫu mang thông tin về biên độ của mỗi tín hiệu riêng được phát lên đường dây Kết quả là một dãy xung PAM được ghép lại, trong đó mỗi xung điều biên... TDM 4 kênh t 23 § 3 Kỹ thuật ghép kênh theo thời gian 3.1 Cơ sở ghép kênh theo thời gian Ghép TDM 4 kênh (các xung PAM) Trong đó: F là xung đồng bộ khung, đây cũng là thời điểm bắt đầu của khung sau và là thời điểm kết thúc của khung liền trước Khoảng cách 2 xung F kề nhau bằng chu kỳ lấy mẫu: Tm = 125μs Ở cả phía phát và thu, các mẫu của các kênh riêng biệt được ghép vào và tách ra nhờ một bộ chuyển... nhóm: ghép 3 nhóm FDM-3 = 900 kênh Siêu siêu nhóm: là 4 siêu nhóm 15 § 2 Kỹ thuật ghép kênh theo tần số FDM: Frequency Division Multiplexing Nhận xét: Về bản chất FDM: nhiều kênh khác nhau về tần số được phát cùng một lúc trên kênh truyền Truyền dẫn tín hiệu trên kênh là tương tự >> chống nhiễu kém; suy hao lớn; Nhiễu xuyên âm (tần số); giao thoa về tần số: nfc1 ± mfc2 Số kênh ghép hạn chế do cần khoảng... một tín hiệu khác nhau Điều này có thể thực hiện được, vì bề rộng xung lấy mẫu của tín hiệu 1 ngắn hơn nhiều so với thời gian trôi qua cho đến trước khi tín hiệu 1 được lấy mẫu lần nữa 18 NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH THEO THỜI GIAN TDM – Time Division Multiplexing TDM – Time Division Multiplexing TDM: -Nhiều dòng số liệu được gửi tại các khoảng thời gian khác nhau trên một tuyến truyền dẫn -Tốc độ đường truyền . 1 Bμigi¶ng Xö Lý TÝN HIÖU B¡NG GèC Vμ GHÐP K£NH TRONG HÖ TH NG TRUYÒN DÉN Gi¶ng viªn: ThS. Phan Thanh HiÒn 2 GHÉP KÊNH TRONG HỆ TH NG TRUYỀN DẪN 3 §1 Giới thiệu. Kỹ thuật ghép kênh theo tần s FDM. §3 Kỹ thuật ghép kênh theo th i gian TDM. § 4 Phân cấp TDM-PCM  4.1 Theo PDH.  4.2 Theo SDH. § 5 Ghép kênh tín