Ghép kênh và phân kênh • Mục đích: • Phân loại: • Theo tần số FDM (Frequency Division Multiplexing) • Theo thời gian TDM (Time Division Multiplexing ) • Thống kê SDMA (Statistical Division Multiplexing) • Theo mã (Code Division Multiplexing) • Ghép kênh theo tần số FDM • Kỹ thuật FDM được sử dụng trong các hệ thống điện thoại thế hệ cũ, và trong hệ thống thông tin vô tuyến. • Chia sẻ băng tần của kênh truyền thành nhiều băng tần nhỏ cho nhiều người sử dụng. 19 Ưu nhược điểm • Ưu điểm: FDM cho phép giảm ISI (Inter Symbol Interference) bằng cách giảm băng tần của tín hiệu truyền. • Nhược điểm: không mềm dẻo khi ghép kênh các tín hiệu có độ rộng băng tần khác nhau vào các khe tần số (khe tần số có độ rộng cố định cũng có nghĩa là tín hiệu ghép kênh có tốc độ cố định). • Yêu cầu sự ổn định tần số của bộ dao động điều chế làm cho giá thành của thiết bị tương đối đắt, nhất là trong trường hợp băng tần bảo vệ hẹp. 20 Ghép kênh theo thời gian • Như vậy trong TDM, tại cùng một băng tần mỗi người sử dụng được chia một khe thời gian (time slot) trong một khung thời gian để truyền một phần thông tin của mình.
Mạng chuyển mạch • Truyền dẫn khoảng cách xa thường truyền qua một mạng các node trung gian ( switching node ) • Các node này không quan tâm đến nội dung dữ liệu truyền qua nó – Chức năng của các node là cung cấp khả năng chuyển mạch, nghĩa là chuyển dữ liệu đi từ node này qua node khác cho đến khi dữ liệu đến được đích • Dữ liệu được truyền từ node này sang node khác để đến thiết bị đầu cuối (máy tính, điện thoại …) • Tập hợp các node và các kết nối hình thành nên mạng truyền thông ( communication network ) Trạm và Node mạng • Trạm (station): thiết bị đầu cuối muốn giao tiếp với nhau (máy tính, điện thoại ) • Node mạng: thiết bị cung cấp chức năng chuyển mạch – Các node có thể chỉ kết nối với các node khác hoặc vừa kết nối các node khác vừa kết nối với các trạm – Kết nối giữa hai node (node-to-node link) thường được dồn kênh bằng FDM hoặc TDM – Giữa hai node có thể không có kết nối trực tiếp, tuy nhiên giữa hai trạm nên có nhiều đường đi của dữ liệu để tăng độ tin cậy Circuit switching network • Là một dạng mạng chuyển mạch • Đặc điểm: kết nối giữa hai trạm là dành riêng – Dữ liệu đi theo một đường đi dành riêng cho 2 trạm – Đường đi là chuỗi các đường kết nối liên tục giữa các node mạng – Kết nối có thể chỉ là một kênh luận lý • 3 giai đoạn – Tạo kết nối • Tạo đường đi dành riêng cho dữ liệu trao đổi giữa hai trạm – Truyền dữ liệu • Mạng điện thoại công cộng (Public Switching Telephone Network) – Tập hợp mạng các quốc gia kết nối với nhau thành mạng quốc tế – Được thiết kế hướng tới truyền dữ liệu thoại – Có thể sử dụng truyền dữ liệu số thông qua modem Mạng điện thoại công cộng • Thuê bao ( subscriber ) – Thiết bị kết nối vào mạng (điện thoại, modem) • Đường thuê bao ( subscriber line ) – Đường kết nối giữa thuê bao và mạng – Còn gọi là local loop hay Subscriber loop – Dùng cáp xoắn, chiều dài ngắn vài km • Bộ chuyển mạch ( exchange ) – Trung tâm thực hiện chuyển mạch – End office: bộ chuyển mạch có kết nối trực tiếp với các thuê bao (vài ngàn thuê bao trong một khu vực) • Trung kế ( trunk ) – Đường kết nối giữa các trung tâm chuyển mạch – Truyền nhiều kết nối cùng lúc bằng cách dùng FDM hoặc TDM Tạo kết nối Tính chất của chuyển mạch mạch • Dung lượng kênh truyền được dành riêng cho 2 trạm trong suốt quá trao đổi dữ liệu, kể cả lúc 2 trạm rảnh – Không phù hợp truyền dữ liệu cho máy tính • Mất thời gian tạo kết nối trước khi truyền dữ liệu • Tốc độ dữ liệu cố định – Thiết bị ở hai đầu phải chạy cùng tốc độ • Thường dùng cho mạng điện thoại – Không có delay trong lúc truyền dữ liệu – Đảm bảo chất lượng của dữ liệu thoại đủ để hiểu được – Sử dụng đường truyền hiệu quả • Trong suốt – Sau khi kết nối đã được thiết lập thì 2 trạm trao đổi dữ liệu giống như có đường kết nối trực tiếp Ghép kênh và phân kênh • Mục đích: • Phân loại: • Theo tần số FDM (Frequency Division Multiplexing) • Theo thời gian TDM (Time Division Multiplexing ) • Thống kê SDMA (Statistical Division Multiplexing) • Theo mã (Code Division Multiplexing) • Ghép kênh theo tần số FDM • Kỹ thuật FDM được sử dụng trong các hệ thống điện thoại thế hệ cũ, và trong hệ thống thông tin vô tuyến. • Chia sẻ băng tần của kênh truyền thành nhiều băng tần nhỏ cho nhiều người sử dụng. 19 Ưu nhược điểm • Ưu điểm: FDM cho phép giảm ISI (Inter Symbol Interference) bằng cách giảm băng tần của tín hiệu truyền. • Nhược điểm: không mềm dẻo khi ghép kênh các tín hiệu có độ rộng băng tần khác nhau vào các khe tần số (khe tần số có độ rộng cố định cũng có nghĩa là tín hiệu ghép kênh có tốc độ cố định). • Yêu cầu sự ổn định tần số của bộ dao động điều chế làm cho giá thành của thiết bị tương đối đắt, nhất là trong trường hợp băng tần bảo vệ hẹp. 20 Ghép kênh theo thời gian • Như vậy trong TDM, tại cùng một băng tần mỗi người sử dụng được chia một khe thời gian (time slot) trong một khung thời gian để truyền một phần thông tin của mình. 21 Ghép kênh theo thời gian 22 Ghép kênh theo thời gian • Phân loại: • Ghép bit: mỗi khe thời gian chỉ truyền một bit. • Ghép byte: mỗi khe thời gian là 1 byte thông tin. Giả sử tốc độ truyền của mỗi nguồn tin là r (bit/s), độ rộng của một khung thời gian tf và độ rộng bit ts là: ts = 8/r, tf = ts * Tổng số kênh • Thí dụ với đường truyền PCM 32 kênh với tốc độ 2,048Mbit/s, tf=125μs và ts=3,9 μs. 23 Ưu nhược điểm của TDM • Ưu điểm: TDM mềm dẻo hơn FDM do có thể phân phối nhiều khe thời gian trong một khung thời gian cho cùng một người sử dụng. • TDM yêu cầu cấu hình thiết bị đơn giản hơn FDM • Nhược điểm: Một trong những nhược điểm chính của TDMA trong hệ thống thông tin di động là cần phải đồng bộ thời gian thu – phát giữa trạm gốc và tất cả các thiết bị di động. TDM yêu cầu tốc độ truyền (ký hiệu) lớn hơn khá nhiều so với FDM, do vậy băng tần yêu cấu lớn hơn, độ rộng một ký hiệu hẹp hơn vì vậy ảnh hưởng của ISI có thể lớn hơn . Subscriber loop – Dùng cáp xoắn, chiều dài ngắn vài km • Bộ chuyển mạch ( exchange ) – Trung tâm thực hiện chuyển mạch – End office: bộ chuyển mạch có kết nối trực tiếp với các thuê bao (vài ngàn thuê. trunk ) – Đường kết nối giữa các trung tâm chuyển mạch – Truyền nhiều kết nối cùng lúc bằng cách dùng FDM hoặc TDM Tạo kết nối Tính chất của chuyển mạch mạch • Dung lượng kênh truyền được dành riêng. một dạng mạng chuyển mạch • Đặc điểm: kết nối giữa hai trạm là dành riêng – Dữ liệu đi theo một đường đi dành riêng cho 2 trạm – Đường đi là chuỗi các đường kết nối liên tục giữa các node mạng –