42 silde bài giảng ghép kênh số ths đỗ văn việt em, 250 trang

GHÉP KÊNH SỐ GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM SỐ HOÁ TÍN HIỆU 1. 2. 3. 4. 5. Tín hiệu và các tham số Đường truyền và các tham số Hệ thống và các tham số Điều xung mã PCM Bài tập. 1. TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ Các loại tín hiệu: Tín Tín Tín Tín Tín hiệu hiệu hiệu hiệu hiệu analog: xung số dải nền. điều chế. 1. TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ (tt) Tín hiệu analog (tín hiệu tương tự): x(t) = Asin(ωt+ϕ) A: biên độ. ω=2πf: tần số góc, [rad] f: tần số, [Hz] ϕ: pha của tín hiệu. 1. TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ (tt) Ví dụ tín hiệu analog: Cho tín hiệu điện áp sau: x(t) = 5+5sin(100πt) mV, t:ms Hãy xác định: (a) Biên độ của tín hiệu. (b) Tần số và pha của tín hiệu. (c) Vẽ dạng tín hiệu x(t). 1. TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ (tt) Tín hiệu xung: ¾ Xung vuông ¾ Xung tam giác 1. TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ (tt) Tín hiệu số: ¾ ¾ 100110011 Cụm bit biểu diễn một symbol. 1. TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ (tt) Các tham số của tín hiệu: Mức điện: ¾ ¾ ¾ Công suất. Điện áp. Dòng điện Tỷ số tín hiệu trên nhiễu: SNR = Công suất tín hiệu/Công suất nhiễu Tần số hoặc băng thông của tín hiệu. 2. ĐƯỜNG TRUYỀN VÀ CÁC THAM SỐ Các đường truyền dẫn: Đường truyền vô tuyến: Đường truyền cáp kim loại Đường truyền cáp sợi quang Băng thông đường truyền dẫn: BW (BandWidth), [Hz]. 3. HỆ THỐNG VÀ CÁC THAM SỐ Các hệ thống truyền dẫn: Hệ Hệ Hệ Hệ Hệ thống thống thống thống thống truyền truyền truyền truyền truyền dẫn dẫn dẫn dẫn dẫn tương tự (Analog) số (Digital) vô tuyến cáp đồng cáp sợi quang Các tham số của hệ thống truyền dẫn số Tốc độ bit R [bit/s]. Tỷ số lỗi bit BER Rung pha (Jitter) 4. SỐ HOÁ TÍN HIỆU ANALOG Là chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu số. Các phương pháp: Điều xung mã PCM. Điều xung mã vi sai DPCM Điều chế Delta DM. PCM: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ x(t) LPF (Low Pass Filter) Sampling Quantizing Coding ADC ADC (Analog-to-Digital Converter): Bộ chuyển Tương tự sang số LPF: Lọc thông thấp Sampling: Lấy mẫu Quantizing: Lượng tử hoá Coding: Mã hoá PCM PCM(tt): LPF (Low Pass Filter) Giôùi haïn phoå taàn tín hieäu tin töùc: Δf = fmax - fmin = B Loaïi boû caùc can nhieãu taàn soá cao Phoå taàn tín hieäu thoaïi: 300Hz-3400Hz Baêng thoâng cuûa boä loïc: Δf=3.1kHz Phoå taàn cöïc ñaïi cuûa tín hieäu thoaïi: fmax=3,4KHz, laøm troøn baèng fmax=4KHz PCM(tt): Sampling Một số khái niệm: Mẫu là biên độ của tín hiệu điều chế ở một giá trị định trước (điện áp). Lấy mẫu là quá trình đo giá trị biên độ ở những khoảng thời gian đều nhau (chu kỳ lấy mẫu TS). Tốc độ lấy mẫu là số mẫu lấy được trên một đơn vị thời gian (tần số lấy mẫu fS = 1/TS). PCM(tt): Sampling Laø maïch ñieàu bieân xung PAM (Pulse Amplitude Modulation): nhaân tín hieäu tin töùc x(t) vaø soùng mang daïng xung s(t). Rôøi raïc hoaù tín hieäu thaønh chuoãi xung bieân ñoä rôøi raïc. Taàn soá laáy maãu fs ≥ 2fmax (ñònh lyù Nyquist) Ñoái vôùi tín hieäu thoaïi: fs = 2fmax = 2*4KHz = 8KHz PCM(tt): Sampling Đối với tín hiệu thoại: fmax = 4KHz Tần số lấu mẫu: fs = 2fmax = 2*4KHz = 8KHz Chu kỳ lấu mẫu: Ts = 1/fs = 1/8KHz = 125μs PCM(tt): Phoå cuûa Tín Hieäu Laáy Maãu Tín hieäu vaøo fmax Tín hieäu ñaõ laáy maãu (fs > 2fmax) Tín hieäu ñaõ laáy maãu (fs < 2fmax) fmax (fs-fmax) (fs-fmax) fmax f (Hz) fs (fs+fmax)(2fs-fmax) 2fs f (Hz) fs (2fs-fmax) (fs+fmax) 2fs f (Hz) PCM(tt): Daïng Tín Hieäu Laáy Maãu Tín hieäu ngoõ vaøo x(t) Tín hieäu xung ñoàng hoà s(t) Tín hieäu ñaõ laáy maãu xk(t) t t t PCM(tt): Quantizing Là quá trình phân loại các mẫu analog thành một trong số mức lượng tử đã định trước. Biên độ của một mẫu sẽ nằm trong tập các giá trị lượng tử. Gaàn ñuùng hoaù caùc xung bieân ñoä PAM (laøm troøn ñeán möùc lưôïng töû gaàn nhaát) Mục đích: để mã hoá thành từ mã có số bit ít nhất Soá möùc löôïng töû: Q=2n n là số bit sẽ được mã hoá một mẫu. Ví dụ: n = 2 ---> Q = 22 = 4 mức n = 4 ---> Q = 24 = 16 mức n = 8 ---> Q = 28 = 256 mức PCM(tt): Quantizing Các phương pháp lượng tử hoá: Lượng tử hoá đều: Chia biên độ tín hiệu cần số hoá thành các khoảng đều nhau, mỗi khoảng là một bước lượng tử Δ. Nếu biên độ của tín hiệu analog là –a đến a thì số mức lượng tử Q và Δ có mối quan hệ sau: 2a Δ= Q Lượng tử hoá không đều: Chia biên độ tín hiệu lấy mẫu thành các khoảng không đều nhau. Biên độ tín hiệu càng lớn thì bước lượng tử càng lớn. PCM(tt): Quantizing (tt) Trong kyõ thuaät PCM, 1 xung ñöôïc maõ hoaù thaønh chuoãi nhò phaân 8 bit Æ coù 28=256 möùc löôïng töû. Chia laøm hai phaàn coù 128 möùc döông vaø 128 möùc aâm, moãi phaàn chia laøm 8 ñoaïn, moãi ñoaïn chia thaønh 16 möùc löôïng töû khaùc nhau. PCM(tt): Minh Họa Lượng Tử Hoá (Đồng Nhất) Caùc möùc löôïng töû 10000111 10000110 10000101 10000100 10000011 10000010 10000001 10000000 1 2 3 4 5 6 7 Caùc maãu tröôùc khi löôïng töû 1 2 3 4 5 6 7 Caùc maãu sau khi löôïng töû PCM(tt): Quantizing (tt) ÆNhieãu löôïng töû: là sự chênh lệch giữa tín hiệu ngõ vào và tín hiệu đã lượng tử. ÆCông suất méo lượng tử (lượng tử hoá đều) PMLT Δ2 = 12 Méo do quá trình lượng tử hoá Sampling Instants Analog signal 5 4 3 Quantized levels 2 1 0.5 0 -0.5 PCM(tt): Quantizing (tt): SNR SNR của tín hiệu khôi phục: SNR ≈ 6n (dB) Number of bits Number of Signal-to-Noise per code (n) quantizing steps (SNR),dB (2n) 7 128 42 8 256 48 10 1024 60 12 4096 72 PCM(tt): Quantizing (tt) Nhiễu lượng tử có thể giảm bằng cách tăng số mức lượng tử (giảm khoảng cách lượng tử Δ) ⇒ tăng số bit/1mẫu lượng tử ⇔ giảm độ rộng xung ⇔ tăng băng thông của tín hiệu hay giảm số kênh ghép. Lượng tử hóa tuyến tính: tín hiệu có biên độ bé thì méo lượng tử lớn, tín hiệu lớn thì méo lượng tử nhỏ (vì số mức lượng tử đã được định trước, còn biên độ tín hiệu thì ngẫu nhiên) PCM(tt): Quantizing (tt) Löôïng töû hoaù phi tuyeán (khoâng ñeàu): Trong Viễn thông, xác suất tín hiệu có biên độ bé cao hơn tín hiệu có biên độ lớn. Sử dụng các bộ khuếch đại phi tuyến: bộ phát: compressed (nén) bộ thu: expanded (dãn) ⇒companded Trong PCM, tín hiệu lớn có bước lượng tử lớn và ngược lại Laáy troøn caùc xung laáy maãu ñeán möùc löôïng töû gaán nhaát PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn analog Luaät A (Chuaån Chaâu Âu) (A=87,6) ⎧ Ax ⎪⎪ 1 + ln( A) 0 ≤ x ≤ 1 / A y=⎨ 1 + ln( Ax) ⎪ 1/ A < x ≤ 1 ⎪⎩ 1 + ln( A) Luaät μ (Chuaån Baéc Myõ vaø Nhaät) (μ=255) ln(1 + μx) y= ln(1 + μ ) 0 ≤ x ≤1 x =Vin/Vin max: tín hiệu vào chuẩn hoá; y= Vout/Vout maxbước lượng tử chuẩn hoá. Vmax = 2048Δ là điện áp điểm bảo hòa biên độ của bộ nén. 0 ≤ Vin ≤Vin max PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số Muoán ñaït SNR=72dB thì: Soá möùc löôïng töû ñeàu: 2048 Æ moãi töø maõ caàn coù 12 bit (keå caû bit daáu). Trong PCM sử dụng mã hoá nén số. Mã hoá nén số tạo ra từ mã chỉ có 8 bit nhưng chất lượng tương đương như lượng tử hoá đều sử dụng từ mã có 12bit. Giả sử 8 bit đó là: b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 Trong đó b1 là bit dấu b2b3b4 từ mã đoạn b5b6b7b8 từ mã bước PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13 y 1 H 7/8 G 6/8 F 5/8 E 4/8 3/8 2/8 1/8 D C B A x 0 1/128 1/64 1/32 1/16 1/4 1/2 1 PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13 Muốn đạt SNR=72dB thì nếu sử dụng lượng tử hoá đều thì cần n=72/6=12 bit Æ Số mức lượng tử Q=212 =4096 Trong đó có 2048 mức + và 2048 mức -, tức là biên độ của tín hiệu sau khi lượng tử hoá đều là từ -2048Δ đến +2048Δ Nếu sử dụng nén – dãn số thì chỉ cần từ mã n = 8bit thì cũng có thể đạt được SNR=72dB. Æ Số mức lượng tử Q=28 =256 Trong đó có 128 mức + và 128 mức -, tức là biên độ của tín hiệu sau khi lượng tử hoá đều là từ -128Δ đến +128Δ PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13 Bảng: Các từ mã đoạn Từ mã đoạn Thứ tự đoạn Ký hiệu 0 OA 000 1 AB 001 2 BC 010 3 CD 011 4 DE 100 5 EF 101 6 FG 110 7 GH 111 b2b3b4 PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13 Bảng: Các từ mã bước Thứ tự bước Từ mã bước b 5 b6 b7 b 8 Thứ tự bước Từ mã bước b 5 b6 b7 b 8 0 0000 8 1000 1 0001 9 1001 2 0010 10 1010 3 0011 11 1011 4 0100 12 1100 5 0101 13 1101 6 0110 14 1110 7 0111 15 1111 PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13 Bảng: Số lượng bước lượng tử Δ trong các đoạn TT Đoạn Số lượng bước lượng tử đều 0 1 2 3 4 5 6 16 Δ 16 Δ 32Δ 64Δ 128Δ 256Δ 512Δ 7 1024Δ PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13 Bảng: Các Nguồn Điện Áp Chuẩn Từ mã đoạn Các điện áp chuẩn chọn bước lượng Các điện áp tử trong đoạn TT Đoạn chuẩn đầu đoạn b 2 b3 b4 b8 b7 b6 b5 0 1 0 0 0 0 0 1 1Δ 1Δ 2Δ 2Δ 4Δ 4Δ 8Δ 8Δ 0Δ 16 Δ 2 0 1 0 2Δ 4Δ 8Δ 16 Δ 32 Δ 3 4 5 6 7 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 4Δ 8Δ 16 Δ 32 Δ 64 Δ 8Δ 16 Δ 32 Δ 64 Δ 128 Δ 16 Δ 32 Δ 64 Δ 128 Δ 256 Δ 32 Δ 64 Δ 128 Δ 256 Δ 512 Δ 64 Δ 128 Δ 256 Δ 512 Δ 1024 Δ PCM(tt): Coding Chuyeån ñoåi tín hieäu töôïng töï sang tín hieäu soá: 1 xung Æ chuoãi nhò phaân 8 bit b1b2b3b4b5b6b7b8 Trong ñoù: b1: bit daáu, b1 =0 tín hieäu aâm, b1 =1 tín hieäu döông b2b3b4: bit ñoaïn b5b6b7b8: bit möùc trong moãi ñoaïn PCM(tt): Coding (tt) Ví dụ1: Đầu vào bộ mã hoá –nén số có một xung lấy mẫu có biên độ tương đối x = 0,26. Hãy xác định từ mã PCM 8 bit ở đầu ra PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 1 Đáp số: 11100001 PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 1 Giải: Biên độ xung lấy mẫu: VPAM = 0,26×2048Δ=532Δ Xác định bit dấu: b1: Vì 532Δ > 0Δ nên b1=1 Xác định từ mã đoạn b2b3b4: Theo bảng Các Nguồn Điện Áp Chuẩn, ta có: 532Δ > 128Δ Î b2=1 532Δ > 512Δ Î b3=1 532Δ < 1024Δ Î b4=0 PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 1 Vậy: xung lấy mẫu thuộc đoạn 6 (b2b3b4 = 110) Suy ra: VR(ĐĐ)= 512Δ Xác định bước (mức) của đoạn b5b6b7b8 : Vì VR(ĐĐ)+VR(b5) = = 512Δ+256Δ = 768Δ > 532Δ Î b5 = 0 Vì VR(ĐĐ)+VR(b5=1)+ VR(b6)= = 512Δ+0+128Δ = 640Δ > 532Δ Î b6 = 0 Vì VR(ĐĐ)+VR(b5=1)+ VR(b6=1)+ VR(b7) = = 512Δ + 0 + 0 + 64Δ = 576Δ > 532Δ Î b7 = 0 Vì VR(ĐĐ)+VR(b5=1)+ VR(b6=1)+ VR(b7=1) + VR(b8) = = 512Δ + 0 + 0 + 0 + 32Δ = 544Δ > 532Δ Nhưng: 512Δ + 0 + 0 + 0 + 32Δ/2 = 528Δ < 532Δ Î b8 = 1 PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 1 Vậy: xung lấy mẫu thuộc bước (mức) 1 của đoạn 6 Tóm lại: Từ mã của VPAM= 532Δ là 11100001 và Vout = 97Δ. PCM(tt): Coding (tt) Ví dụ 2: Đầu vào bộ mã hoá –nén số có một xung lấy mẫu có biên độ tương đối x = -0,19. Hãy xác định từ mã PCM 8 bit ở đầu ra PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 2 Đáp số: 01011000 PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 2 Giải: Biên độ xung lấy mẫu: VPAM = -0,19×2048Δ=-389Δ Xác định bit dấu: b1: Vì -389Δ < 0Δ nên b1=0 Xác định từ mã đoạn b2b3b4: Theo bảng Các Nguồn Điện Áp Chuẩn, ta có: 389Δ > 128Δ Î b2=1 389Δ < 512Δ Î b3=0 389Δ > 256Δ Î b4=1 PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 2 Vậy: xung lấy mẫu thuộc đoạn 5 (b2b3b4 = 101) Suy ra: VR(ĐĐ)= 256Δ Xác định bước (mức) của đoạn b5b6b7b8 : Vì VR(ĐĐ)+VR(b5) = = 256Δ+128Δ = 384Δ < 389Δ Î b5 = 1 Vì VR(ĐĐ)+VR(b5=1)+ VR(b6)= = 256Δ+128Δ + 64Δ = 448Δ > 389Δ Î b6 = 0 Vì VR(ĐĐ)+VR(b5=1)+ VR(b6=1)+ VR(b7) = = 256Δ + 128Δ + 0 + 32Δ = 416Δ > 389Δ Î b7 = 0 Vì VR(ĐĐ)+VR(b5=1)+ VR(b6=1)+ VR(b7=1) + VR(b8) = = 256Δ + 128Δ + 0 + 0 + 16Δ = 400Δ > 389Δ và: 256Δ + 128Δ + 0 + 0 + 16Δ/2 = 392Δ > 389Δ Î b8 = 0 PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 2 Vậy: xung lấy mẫu thuộc bước (mức) 8 của đoạn 5 Tóm lại: Từ mã của VPAM= 389Δ là 01011000 và Vout = -88Δ. MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (LINE CODING) GIỚI THIÊU CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN GIỚI THIỆU Tín hiệu PCM là chuỗi các bit 1 và 0. Việc truyền tín hiệu này (từ một bộ ghép kênh đến bộ ghép kênh cấp cấp hơn, đến giá máy viba, hoặc đến giá máy của thiết bị quang) cho dù cự ly ngắn nhưng cũng có thể nhận chúng bị sai nếu truyền không đúng dạng Æ line coding. Chuyển từ một dạng mã này sang dạng mã khác trong thiết bị truyền PCM Æ code converter. GIỚI THIỆU (tt) Việc chọn mã đường truyền phải lưu ý đến: Thành phần dc. Tín hiệu định thời để đồng bộ máy phát và máy thu. Băng thông. Giám sát được chất lượng. GIỚI THIỆU (tt) Yeâu caàu ñoái vôùi maõ ñöôøng truyeàn (line code): Khoâng coù thaønh phaàn moät chieàu (dc). Năng lượng ở tần số thấp phải nhỏ. Có nhiều cạnh xung: để khôi phục xung clock ở bộ thu. Tín hiệu đã mã hoá phải có khả năng giải mã duy nhất thành tín hiệu gốc. Daûi taàn heïp Æ tieát kieäm daûi thoâng ñöôøng truyeàn. Bieán ñoåi coù quy luaät sao cho maùy thu kieåm soaùt ñöôïc loãi bit. CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN Có hai loại mã đường truyền chính: Unipolar. Bipolar. Xung mã đường truyền được phân làm hai loại: Non Return to Zero (NRZ) Return to Zero (RZ) CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 RZ NRZ AMI HDB-3 CMI CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) NRZ (100 % unipolar) Trên quan điểm mạch: mã NRZ là dạng thông dụng nhất của tín hiệu số (ON-OFF). Mã NRZ được sử dụng trong thiết bị ghép kênh, viba số, truyền dẫn quang. CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) NRZ (100 % unipolar) (tt) CLOCK T f=1/T 1 0 1 0 V NRZ SIGNAL V/2 t 0 AMPLITUDE DC NRZ SPECTRUM 0 f/2 f 3f/2 2f 5f/2 3f FREQUENCY CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) NRZ (100 % unipolar) (tt) Tất cả các bit 1 có cực tính dương. Phổ có thành phần DC. Giá trị trung bình của DC phụ thuộc vào tỉ số số bit 1/0 của chuỗi tín hiệu (từ 0 volt ÆV volt). Ví dụ: chuỗi 10101010 có thành phần DC là V/2. Thành phần tần số cơ bản: f/2. Chỉ có hài bậc lẻ. Không có biên độ tín hiệu ở tần số clock (f) nên khó tách xung clock ở đầu thu. Nếu có nhiễu tác động lên thì không thể tách được. CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) NRZ (100 % unipolar) (tt) Mã NRZ không phù hợp cho đường truyền cáp đồng. Mã NRZ được sử dụng cho hệ thống tốc độ cao như SONET/SDH (155Mbit/s hoặc cao hơn) nhưng phải được ngẫu nhiên hoá (Scrambled) VÍ DỤ MÃ NRZ (100 % unipolar) Cho chuỗi bit sau: 1011001010 Hãy vẽ dạng xung của chuỗi số trên nếu mã thành mã NRZ. 1 +V 0 NRZ 0 1 1 0 0 1 0 1 0 QUY TẮC MÃ NRZ (100 % unipolar) 1 +V 0 NRZ Bit 1 Æ xung dương(+V) Bit 0 Æ xung 0 Độ rộng xung: bằng độ rộng bit 0 1 1 0 0 1 0 1 0 CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) RZ (50 % unipolar) Giống như mã NRZ nhưng độ rộng xung giảm còn một nửa. CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) RZ (50 % unipolar) (tt) CLOCK T 1 0 1 0 1 1 0 V RZ SIGNAL DC t AMPLITUDE DC RZ SPECTRUM 0 f 2f 3f 4f 5f 6f FREQUENCY CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) RZ (50 % unipolar) (tt) Cũng tồn tại thành phần DC. Tần số cơ bản bây giờ trùng với tần số xung clock của tín hiệu Æ có thể tách xung clock ở đầu thu khi không tồn tại chuỗi bit 0 kéo dài. Không thể phát hiện lỗi khi có nhiễu. Æ sử dụng có giới hạn. Nhưng mã RZ bipolar được sử dụng rộng rãi. VÍ DỤ MÃ RZ (50 % unipolar) Cho chuỗi bit sau: 1011001010 Hãy vẽ dạng xung của chuỗi số trên nếu mã thành mã RZ. 1 +V 0 NRZ 0 1 1 0 0 1 0 1 0 QUY TẮC MÃ RZ (50 % unipolar) Bit 1 Æ xung dương(+V) ở nữa chu kỳ đầu và xung 0 ở nữa chu kỳ còn lại của độ rộng bit. Bit 0 Æ xung 0 1 +V 0 NRZ 0 1 1 0 0 1 0 1 0 CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) Alternative Mark Inversion AMI (bipolar code) Maõ hai cöïc ñoåi daáu laàn löôït Ñoä roäng xung baèng nöõa chu kyø xung Khoâng chöùa thaønh phaàn moät chieàu Quy taéc chuyeån ñoåi: Bit 1 trong maõ goác chuyeån thaønh caùc xung +V vaø – V. Độ rộng xung: 50%. Bit 0 trong maõ goác chuyển thành 0 volt. Chöa giaûm ñöôïc soá bit 0 lieân tieáp Chæ duøng trong heä thoáng 1,544Mbit/s (G.703) CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) AMI (bipolar code) (tt) CLOCK T 1 +V 0 1 0 1 1 0 AMI CODED SIGNAL t -V AMPLITUDE 0 AMI SPECTRUM f/2 f 3f/2 2f 5f/2 3f FREQUENCY CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) Alternative Digit Inversion ADI (unipolar 100%) Cứ ở mỗi bit/digit thứ hai được đảo. ADI rất hữu dụng vì cho dù chuỗi các bit 1 hoặc 0 lớn nhưng đầu thu vẫn có thể tách được xung clock. CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) ADI (unipolar 100%)(tt) CLOCK BIT NUMBER 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 PCM SIGNAL BITS TO BE INVERTED ADI SIGNAL I I I I I I MAÕ ÑÖÔØNG TRUYEÀN TRONG PDH HDB-3 (High density binary) − Quy tắc chuyển mã: + Các bit 1 trong mã gốc sẽ chuyển thành các xung +V và –V xen kẽ nhau (luân phiên đổi dấu) + Dãy 3 bit 0 trở xuống sẽ chuyển thành xung 0. + Dãy 4 bit 0 trở lên sẽ được chia thành từng nhóm 4 bit, và chuyển thành 4 xung A00B hoặc 000B, trong đó xung A là xung theo qui tắc, còn xung B là xung trái qui tắc. Xung theo qui tắc là xung trái dấu với xung trước đó, còn xung trái qui tắc là xung cùng dấu với xung trước đó. o 000B nếu xung đứng trước dãy 4 bit 0 trái dấu với xung B đứng trước gần nhất. o A00B nếu xung đứng trước dãy 4 bit 0 cùng dấu với xung B đứng trước gần nhất. VÍ DỤ MÃ HDB-3 Cho chuỗi bit sau: 10110010000100000 Hãy vẽ dạng xung của chuỗi số trên nếu mã thành mã HDB-3. 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 +V 0 -V + + - + 0 0 0 B - 0 0 0 B VÍ DỤ MÃ HDB-3 Cho chuỗi bit sau: 10110010000100000 Hãy vẽ dạng xung của chuỗi số trên nếu mã thành mã HDB-3. 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 +V 0 -V + - + 0 0 0 B - - 0 0 0 B MAÕ ÑÖÔØNG TRUYEÀN TRONG PDH Đặc điểm mã HDB-3: − Chæ toàn taïi caùc daõy coù 3 bit 0 lieân tieáp trôû xuoáng − Khoâng chöùa thaønh phaàn moät chieàu − Maõ HDB-3 coù soá bit 0 lieân tieáp ít nhaát so vôùi caùc maõ khaùc (maät ñoä xung doøng cao) − Duøng trong heä thoáng 2Mbit/s vaø 34Mbit/s. CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) Coded Mark Inversion CMI (biphase) Các bit 1 luân phiên đảo trạng thái dương và âm. Các bit 0 ở trạng thái âm ở nửa chu kỳ đầu và đổi trạng thái ở nửa chu kỳ còn lại. Mã CMI được sử dụng trong các hệ thống 139,264Mbit/s (G.703) và SDH 155,52Mbit/s giao tiếp điện (STM-1e) CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) CMI (biphase) (tt) CLOCK 1 NRZ +0.5V CMI 0 -0.5V 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 Ví Dụ: Cho chuỗi bit sau: 1100’1000’0110’0000’0001’010 Hãy vẽ dạng xung của chuỗi bit trên nếu được mã thành: a) NRZ. b) AMI c) HDB-3 d) CMI Giải: a) 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 +V 0 NRZ Giải: b) 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 +V 0 -V AMI + + - + - + - Giải: c) 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 +V 0 -V HD B-3 + + - + A 0 0 B A 0 0 B - + A 0 0 B - Giải: d) 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 +V 0 -V CMI GHÉP KÊNH PCM-N Sơ đồ khối bộ ghép kênh PCM-N. Nguyên lý hoạt động. Cấu trúc khung và đa khung PCM-30. Cấu trúc khung và đa khung PCM-24. SƠ ĐỒ KHỐI BỘ GHÉP KÊNH PCM-N CH 1 PAM SPEECH INPUT COMPRESSOR LPF SAMPLE CH 1 SIGNALING CONVERTER SIGNALING INPUT . . . CH n . . . CH HOLD . GATES . . . CH n FRAME/ MULTIFRAME ALIGN PCM A/D M U X Tx CLOCK CODER LINE NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG THEO HƯỚNG PHÁT Compressor là một phần của compander. LPF = Low Pass Filter, BW = 3400Hz. Sample Rate = 8000Hz Æ PAM signal. Các mẫu của N kênh thoại được xử lý trong một chu kỳ lấy mẫu TS = 125μs. CH GATES chọn mẫu của một kênh đưa đến bộ ADC, được điều khiển bởi xung định thời của bộ phát Tx CLOCK. ADC biến 1 mẫu thành 1 từ mã PCM 8bit. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG THEO HƯỚNG PHÁT (tt) Các từ mã của các kênh (CH1 Æ CHn) cùng với từ mã đồng bộ khung (frame alignment word), các bit dịch vụ (service bits), và các bit báo hiệu (signaling bits) được tổ hợp tại bộ ghép MUX (MULTIPLXER) tạo ra các khung (Frames) và các đa khung (Multiframes). Multiframes tạo ra để truyền thông tin báo hiệu cho tất cả N kênh thoại. ENCODER(CODER) là bộ mã đường truyền: AMI (in North America), HDB-3 (in Europe) PCM-30 vaø PCM-24 PCM-30 N = 30; Nén dãn số: luaät A=87.6/13. Caáu truùc gheùp keânh cô sôû theo chuaån Châu Âu Toác ñoä bit ở ngõ ra bộ ENCODER: 2048Kbit/s Line encoder: HDB-3. PCM-24 N = 24; Nén dãn số: luaät μ=255/15 Caáu truùc gheùp keânh cô sôû theo chuaån Baéc Myõ vaø Nhaät Baûn Toác ñoä bit: 1544Kbit/s Line encoder: AMI. CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 1 Multiframe. TMF = 16×125μs = 2ms F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 Frame. TF = 125 μS 32 TS 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 30 CH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 FRAME ALIGNMENT WORD 1 (EVEN FRAMES) Y 0 0 1 1 0 1 1 FRAME ALIGNMENT WORD 2 (ODD FRAMES) Y 1 A S S S S S 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 FIRST 4 DIGITS OF FRAME 0 MULTIFRAME ALIGNMENT WORD 0 0 0 0 S A S S 8 BITS PER CHANNEL 1 2 3 4 5 6 7 8 FRAME 1 TO 15 1 2 3 4 5 6 7 8 DIGITS 1-4 FOR CHANNELS 1-15 SIGNALING DIGITS 5-8 FOR CHANNELS 16-30 SIGNALING 488 ns CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 (tt) Moãi ña khung (multiframe) coù 16 khung (frame) (F0,F1,…,F15) daøi 2ms Moãi khung daøi 125μm chia laøm 32 khe thôøi gian (time slot) (TS0,TS1,…,TS31) Moãi khe thôøi gian daøi 3,9μs goàm moät töø maõ 8bit Thôøi gian cuûa moãi bit laø 488ns TS1,…,TS15,TS17,…,TS31 cuûa caùc khung truyeàn 30 keânh thoaïi 1,2,…,30 töông öùng CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 (tt): Frame Alignment TS0 Nguyên lý cơ bản của đồng bộ khung là bộ thu xác định một từ cố định và sau đó kiểm tra vị trí của nó ở những khoảng thời gian không đổi. Công việc này giúp bộ thu tự tổ chức chuỗi bit vào và phân phối đúng các bit cho các kênh của nó (FRAME ALIGNMENT WORD 1 ). Đồng bộ khung còn thực hiện truyền thông tin trạng thái cảnh báo đầu gần (near-end terminal) và đầu xa (remoteend terminal). Dung lượng dự trữ (spare capacity) có thể sử dụng cho cả quốc gia và quốc tế (FRAME ALIGNMENT WORD 2 ) CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 (tt): Frame Alignment (tt) FRAME ALIGNMENT WORD 1 (EVEN FRAMES): Y0011011 Y Sử dụng cho quốc tế, không sử dụng Y=1. 0011011 Từ mã đồng bộ khung Khi máy thu đạt được trạng thái đồng bộ khung thì chức năng của nó chỉ là đảm bảo từ đồng bộ khung sẽ xuất hiện đúng vị trí của nó. Nếu từ đồng bộ khung sai 4 lần liên tục thì bộ thu sẽ rơi vào trạng thái mất đồng bộ khung. Và nó sẽ phải bắt đầu việc dò tìm từ đồng bộ khung . CƠ CHẾ ĐỒNG BỘ KHUNG FAC FAE F1 N FAC FAC A2 FAE FAE FAC F2 FAC FAE FAE F3 FAE FAC FA FAE FAC A1 FAC = Frame Alignment Corect FAE = Frame Alignment Error N = Normal state FA = Alarm state F1, F2, F3 = Prealarm state A1, A2 = Postalarm state CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 (tt): Frame Alignment (tt) FRAME ALIGNMENT WORD 2 (ODD FRAMES): Y1ASSSSS (các bit dịch vụ) Y Sử dụng cho quốc tế, không sử dụng Y=1. 1 luoân baèng 1 ñeå phaân bieät vôùi töø maõ ñoàng boä khung A (Alarm): cảnh báo đầu xa khi mất đồng bộ khung (A=1: Loss of Frame Alignment) SSSSS 5 bit còn lại dành cho quốc gia CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 (tt): Multiframe Alignment Từ đồng bộ đa khung (Multiframe Alignment Word) chỉ xuất hiện ở mỗi 16 khung. Từ đồng bộ được chứa trong TS16 của F0: 0000SASS Từ đồng bộ đa khung: 0000 Cảnh báo mất đồng bộ đa khung: A=1 Bình thường: A=0 Bit dành cho quốc gia. Không sử dụng S=1. Mất đồng bộ đa khung khi bộ thu nhận sai từ mã đồng bộ đa khung sai trong hai đa khung liên tiếp CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 (tt): Signaling Channel Có hai dạng báo hiệu: CCS (the Common Channel Signalling) và CAS (the Channel Associated Signalling). Thông tin báo hiệu được truyền trên TS16 của F1 ÆF15. CCS: thông điệp báo hiệu được truyền trên kênh 64Kbit/s (TS16) và nó báo hiệu cho tất cả các kênh trên khung đó. CAS: ITU-T đề nghị sử dụng cho khung PCM-30 (G.704) CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 (tt): CAS FRAME 1 TO 15 1 2 3 4 5 6 7 8 a b c d a b c d DIGITS 1-4 FOR CHANNELS 1-15 SIGNALING DIGITS 5-8 FOR CHANNELS 16-30 SIGNALING GHÉP KÊNH CẬN ĐỒNG BỘ PDH Khái niệm chung về PDH. Các tiêu chuẩn tốc độ bit. Đặc điểm của tín hiệu PDH. Phương pháp ghép xen. Sơ đồ khối bộ ghép kênh PDH Kỹ thuật chèn trong PDH KHÁI NIỆM CHUNG VỀ PDH. PDH: Plesiochronous Digital Hierachy. Khoâng söû duïng ñoàng boä taäp trung: taát caû caùc phaàn töû trong maïng khoâng bò khoáng cheá bôûi moät ñoàng hoà chuû. Moãi thieát bò gheùp keânh hoaëc toång ñaøi trong maïng coù moät ñoàng hoà rieâng Æ Coù söï cheânh leäch veà toác ñoä bit giöõa caùc luoàng soá. Ñeå ñoàng boä toác ñoä bit cuûa caùc luoàng tín hieäu: cheøn döông hoaëc cheøn aâm. Sau khi cheøn caùc luoàng ñaàu vaøo boä gheùp keânh xem nhö ñaõ ñoàng boä veà toác ñoä bit nhöng pha cuûa chuùng khoâng ñoàng boä vôùi nhau Æ Gheùp keânh caän ñoàng boä CÁC TIÊU CHUẨN TỐC ĐỘ BIT Tiêu chuẩn Châu Âu Tiêu chuẩn Bắc Mỹ. Tiêu chuẩn Nhật Bản CÁC TIÊU CHUẨN TỐC ĐỘ BIT: CHUẨN CHÂU ÂU Toác ñoä bit cô baûn laø 2048 Kbit/s (E1). 2048 Kb/s ×4 8448 Kb/s ×4 34368 Kb/s ×4 139264 Kb/s ×4 564992 Kb/s (E1) (E2) (E3) (E4) (E5) G.732 G.742 G.751 ITU-T G.751 CÁC TIÊU CHUẨN TỐC ĐỘ BIT: CHUẨN CHÂU ÂU (tt) Level Bit Rate, Mbit/s E1 E2 E3 E4 E5 2,048 8,448 34,368 139,264 564,992 Overhead, Kbit/s 128 256 576 1.792 7936 No. of Channels 30 120 480 1920 7680 Line Code HDB3 HDB3 HDB3 CMI CMI ĐẶC ĐIỂM CỦA TÍN HIỆU PDH Tín hieäu caän ñoàng boä. Gheùp luaân phieân töøng bit (bit-by-bit multiplexing) Vieäc ñoàng boä thôøi gian (timing alignment) thoâng qua vieäc hieäu chænh döông (positive justification) luaân phieân töøng bit. Moãi möùc gheùp keânh coù caáu truùc khung khaùc nhau. Boä gheùp keânh khoâng yeâu caàu ñoàng boä hoùa caùc tín hieäu vaøo. ĐẶC ĐIỂM CỦA TÍN HIỆU PDH (tt) Quan heä pha giöõa khung vaø thoâng tin luoàng khoâng ñöôïc ghi nhaän laïi. Do ñoù, khoâng theå truy xuaát tröïc tieáp vaøo caùc keânh rieâng bieät cuûa tín hieäu gheùp. Vieäc truy xuaát chæ cho pheùp sau khi phaân keânh hoaøn toaøn. Trong suoát quaù trình gheùp keânh khoâng coù söï ñoàng boä hoùa caùc tín hieäu vaøo CẤU TRÚC KHUNG PDH CẤP CAO Cấu trúc khung 2/8M Cấu trúc khung 8/34M Cấu trúc khung 34/140M Cảnh báo trong khung cấp cao CẤU TRÚC KHUNG 2/8M Bit điều khiển chèn 12 200 Nhóm 1 212 bit 4 208 4 Nhóm 2 212 bit 848 bit 208 Bit chèn 4 4 204 Nhóm 3 Nhóm 4 212 bit 212 bit CẤU TRÚC KHUNG 2/8M (tt) 1 11 13 212 NHÓM 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 A S T1T2T3T4 … T1T2T3T4 213 424 J1 J2 J3 J4 T1T2T3T4T1T2T3T4 … 425 636 J1 J2 J3 J4 T1T2T3T4T1T2T3T4 … T1T2T3T4 637 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 A NHÓM 3 848 J1 J2 J3 J4 R1R2R3R4T1T2T3T4 J1 J2 J3 J4 NHÓM 2 T1T2T3T4 … Tín hiệu đồng bộ khung Bit điều khiển chèn Bit chỉ thị cảnh báo đầu xa T1T2T3T4 T1 T2 T3 T4 R1 R2 R3 R4 S NHÓM 4 Bit thông tin luồng Bit chèn Bit dự trữ CẤU TRÚC KHUNG 2/8M (tt) Nội dung thông tin của bit điều khiển chèn: Nhóm 1 000: không chèn 111: có chèn Khi không chèn: các bit R là bit thông tin T (information bit) Khi có chèn:các bit R là bit giả (stuffing bit) Nhóm 2 1 1 0 0 Nhóm 3 1 0 0 0 Nhóm 4 1 0 0 0 T2 T3 T4 Stuffing bit CẤU TRÚC KHUNG 2/8M (tt) Tần số xung tức thời của nhánh: fnormal = 8448 KHz/4 = 2112 KHz Tần số cực đại của nhánh (khi không chèn): fmax =fnormal×(824/848) = 2052.2 KHz Tần số cực tiểu của nhánh (khi có chèn): fmin =fnormal×(820/848) = 2042.3 KHz Tốc độ ghi dữ liệu: 2048 KHz ± 50ppm Tốc độ đọc dữ liệu: 2112 KHz CẤU TRÚC KHUNG 2/8M (tt) SƠ ĐỒ KHỐI BỘ GHÉP 2/8M Luồng vào 1 1 1 Luồng vào 2 2048Kbit/s Táck CLK Bộ So pha CLKW ES CLKR Luồng vào 4 MUX Bộ tạo CLK Luồng ra 8448Kbit/s 4 4 Bộ điều khiển chèn Luồng vào 3 3 3 Xung Đồng Bộ CẤU TRÚC KHUNG 8/34M (Hiệu Chỉnh Dương) Bit điều khiển chèn 12 372 4 380 4 380 Bit chèn 4 4 376 Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 4 384 bit 384 bit 384 bit 384 bit 1536 bit CẤU TRÚC KHUNG 8/34M (tt) 1 11 13 384 NHÓM 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 A S T1T2T3T4 … T1T2T3T4 385 768 J1 J2 J3 J4 T1T2T3T4T1T2T3T4 … 769 1152 J1 J2 J3 J4 T1T2T3T4T1T2T3T4 … T1T2T3T4 1153 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 A NHÓM 3 1536 J1 J2 J3 J4 R1R2R3R4T1T2T3T4 J1 J2 J3 J4 NHÓM 2 T1T2T3T4 … Tín hiệu đồng bộ khung Bit điều khiển chèn Bit chỉ thị cảnh báo đầu xa T1T2T3T4 T1 T2 T3 T4 R1 R2 R3 R4 S NHÓM 4 Bit thông tin luồng Bit chèn Bit dự trữ CẤU TRÚC KHUNG 8/34M (tt) Nội dung thông tin của bit điều khiển chèn: Nhóm 1 000: không chèn 111: có chèn Khi không chèn: các bit R là bit thông tin T (information bit) Khi có chèn:các bit R là bit giả (stuffing bit) Nhóm 2 1 1 0 0 Nhóm 3 1 0 0 0 Nhóm 4 1 0 0 0 T2 T3 T4 Stuffing bit CẤU TRÚC KHUNG 8/34M (tt) Tần số xung tức thời của nhánh: fnormal = 34368 KHz/4 = 8592 KHz Tần số cực đại của nhánh (khi không chèn): fmax =fnormal×(1512/1536) = 8457.75 KHz Tần số cực tiểu của nhánh (khi có chèn): fmin =fnormal×(1508/1536) = 8435.375 KHz Tốc độ ghi dữ liệu: 8448 KHz ± 30ppm Tốc độ đọc dữ liệu: 8592 KHz CẤU TRÚC KHUNG 34/140M (Hiệu Chỉnh Dương) Bit điều khiển chèn 16 472 4 484 4 484 4 484 Bit chèn 4 484 4 4 480 Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 4 Nhóm 5 Nhóm 6 488 bit 488 bit 488 bit 488 bit 488 bit 488 bit 2928 bit CẤU TRÚC KHUNG 34/140M (tt) 1 13 17 488 NHÓM 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 A S S S T1T2T3T4 … T1T2T3T4 489 976 J1 J2 J3 J4 T1T2T3T4T1T2T3T4 … T1T2T3T4 977 NHÓM 2 1464 J1 J2 J3 J4 T1T2T3T4T1T2T3T4 … NHÓM 3 T1T2T3T4 1465 1952 J1 J2 J3 J4 T1T2T3T4T1T2T3T4 … 1953 J1 J2 J3 J4 T1T2T3T4T1T2T3T4 2440 … NHÓM 5 T1T2T3T4 2441 J1 J2 J3 J4 R1R2R3R4T1T2T3T4 NHÓM 4 T1T2T3T4 2928 … T1T2T3T4 NHÓM 6 CẤU TRÚC KHUNG 34/140M (tt) Tần số xung tức thời của nhánh: fnormal = 139264 KHz/4 = 34816 KHz Tần số cực đại của nhánh (khi không chèn): fmax =fnormal×(2892/2928) = 34387.934 KHz Tần số cực tiểu của nhánh (khi có chèn): fmin =fnormal×(2888/2928) = 34340.372 KHz Tốc độ ghi dữ liệu: 34368 KHz ± 20ppm Tốc độ đọc dữ liệu: 34816 KHz CẢNH BÁO TRONG KHUNG CẤP CAO Bit A mang tín hiệu chỉ thị cảnh báo. Khi có cảnh báo A = 1: Mất tín hiệu thu. Mất đồng bộ khung Bit S = 1 sử dụng cho quốc gia. 34 Mbit/s LTE A 34 Mbit/s Distance Alarm Frame Loss LTE B GHEÙP KEÂNH ÑOÀNG BOÄ SDH NỘI DUNG CHÍNH Chuẩn ghép kênh SDH. Sơ đồ khối ghép luồng PDH vào khung STM-N Quá trình ghép các luồng nhánh PDH vào khung STM-1 . Vai trò và hoạt động của con trỏ trong SDH CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CHUẨN TỐC ĐỘ BIT Toác ñoä bit cuûa SDH goàm coù: STM-1 = 155,52 Mbit/s STM-4 = 4×STM-1 = 622,08 Mbit/s STM-16 = 4×STM-4 = 2488,32 Mbit/s STM-64 = 4×STM-16 = 9953,28 Mbit/s (STM: Synchronous Transport Module ) Toác ñoä bit cô baûn: STM-1 (155,52Mbit/s) CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) ĐẶC ĐIỂM Ñoàng boä hoaù maïng truyeàn daãn Kyõ thuaät gheùp keânh con troû (pointer) Ñoàng boä ñònh thôøi ñöôïc ñieàu chænh thoâng qua vieäc hieäu chænh +/-/0 töøng byte moät Caáu truùc cuûa module: toác ñoä bit cao hôn ñaït ñöôïc thoâng qua gheùp luaân phieân töøng byte cuûa nhieàu tín hieäu STM-1. Caáu truùc tín hieäu gheùp (STM-N) gioáng nhö caáu truùc cuûa STM-1 CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) ĐẶC ĐIỂM Toác ñoä bit cuûa caùc tín hieäu gheùp baèng moät soá nguyeân nhaân vôùi toác ñoä cô baûn 155,52Mbit/s. (STM-N = N×STM-1) Moái quan heä pha giöõa khung vaø döõ lieäu ñöôïc ghi nhaän baèng yù nghóa cuûa caùc con troû Æ coù theå truy xuaát vaøo keânh naøo ñoù trong tín hieäu gheùp SDH CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) ƯU ĐIỂM Toác ñoä bit treân 140Mbit/s ñöôïc tieâu chuaån hoaù quoác teá laàn ñaàu tieân. Maõ ñöôøng truyeàn quang ñöôïc tieâu chuaån hoaù Æ thieát bò töông thích bôûi nhieàu nhaø saûn xuaát khaùc nhau. Maïng SDH bao phuû maïng PDH ñang toàn taïi. Gheùp keânh vaø phaân keânh ñôn giaûn Caùc boä gheùp keânh xen/reõ (ADM) raát linh hoaït Æ giaûm giaù thaønh maïng CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) ƯU ĐIỂM Caáu truùc module: toác ñoä bit gheùp ñöôïc taïo ra baèng boäi soá nguyeân laàn toác ñoä bit cô baûn Caáu truùc khung cuûa tín hieäu gheùp gioáng caáu truùc khung cuûa tín hieäu cô baûn Æ khoâng caàn phaûi ñònh nghóa laïi khung môùi Coù theå truy xuaát tröïc tieáp vaøo caùc luoàng bit baäc thaáp hôn Æ Soá löôïng thieát bò vaø giaù thaønh giaûm Coù theàû gheùp caùc tín hieäu PDH cuûa caùc caáp khaùc nhau vaøo STM-1 CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) ƯU ĐIỂM Gheùp ñöôïc nhieàu loaïi tín hieäu khaùc nhau moät caùch linh hoaït: thoaïi, B-ISDN, ATM, caùc tín hieäu baêng roäng trong töông lai … Coù theå chuyeån ñoåi tröïc tieáp tín hieäu ñieän sang tín hieäu quang maø khoâng caàn phaûi söû duïng maõ ñöôøng truyeàn phöùc taïp Khaû naêng quaûn lyù, giaùm saùt vaø baûo döôõng maïng CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) KHUYẾT ĐIỂM Kyõ thuaät phöùc taïp do phaûi ghi laïi moái quan heä pha giöõa tín hieäu luoàng vaø Overhea Dung löôïng truyeàn giaûm: 63 luoàng 2Mbit/s, 3 luoàng 34 Mbit/s Dung löôïng STM-1 coù theå lôùn hôn caàn thieát. Vieäc hieäu chænh töøng byte daãn ñeán nhieàu Jitter hôn so vôùi hieäu chænh töøng bit CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1 Tín hieäu cô baûn trong SDH Toác ñoä truyeàn 155,52 Mbit/s. Ñoä roäng cuûa khung laø 125μs 2430 byte: goàm 9 haøng vaø 270 coät Goàm 3 khoái: − Khoái maøo ñaàu cuûa ñoaïn (SOH: Section OverHead) − Khoái tín hieäu luoàng (Payload) (taûi troïng) − Khoái con troû (Pointer) CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1 270 byte 0 9 STM-1 125 μs CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1 270 byte 9 byte 261 byte 0 SOH 3 1 5 PTR PAYLOAD SOH 125 μs SOH: Section Overhead PTR: Pointer CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1 0 SOH PAYLOAD SOH PAYLOAD SOH PAYLOAD PTR PAYLOAD SOH PAYLOAD SOH PAYLOAD SOH PAYLOAD SOH PAYLOAD SOH PAYLOAD 125 μs CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1: SOH 8×9 byte Tín hieäu ñoàng boä khung, caùc byte giaùm saùt (supervision), baûo döôõng (maintenance) vaø ñieàu khieån (control). SOH ñöôïc phaân laøm hai phaàn khaùc nhau: RSOH (Repeater Section OverHead) MSOH (Multiplexer Section OverHead) CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1: SOH SOH RSOH PTR PTR SOH MSOH RSOH (Repeater Section OverHead) MSOH (Multiplexer Section OverHead) CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1: PTR PTR chia laøm 3 nhoùm, moãi nhoùm coù 3 byte. GROUP 1 3 Byte GROUP 2 GROUP 3 3 Byte 3 Byte Ghi laïi quan heä pha giöõa Payload vaø khung STM-1. Ñònh vò tín hieäu luoàng trong vuøng Payload Æ sau khi xaùc ñònh Pointer, coù theå truy xuaát vaøo moät keânh cuûa ngöôøi söû duïng trong STM-1 maø khoâng phaûi phaân keânh CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1: PTR Payload: 9×216 byte Truyeàn caùc luoàng tín hieäu PDH coù toác ñoä töø 2 Mbit/s ñeán 140 Mbit/s Caùc tín hieäu naøy ñöôïc cheøn trong khoái STM-1 theo daïng ñöôïc xaùc ñònh CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-N 270 byte ×N 9 byte×N 261 byte ×N 0 SOH 3 1 5 PTR PAYLOAD SOH 125 μs GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N SƠ ĐỒ KHỐI STM-N ×N AUG ×1 AU-4 VC-4 C-4 ×3 TUG-3 ×3 AU-3 TU-3 VC-3 VC-3 ×7 Pointer processing … … Multiplexing Mapping Aligning ×1 C-3 ×7 TUG-2 ×1 139264 Kbit/s 44736 34368 Kbit/s TU-2 VC-2 C-2 6312 Kbit/s TU-12 VC-12 C-12 2048 Kbit/s TU-11 VC-11 C-11 1544 Kbit/s ×3 ×4 GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: C C = Container: Mang nhöõng luoàng tín hieäu PDH vaøo khung SDH vôùi toác ñoä chính xaùc ñaõ ñöôïc ñònh tröôùc. Nguoàn ñoàng boä chung ñöôïc söû duïng cho caùc thieát SDH: theo nguyeân taéc Master/slave. Yeâu caàu: toác ñoä ngoõ ra cuûa caùc thieát bò khaùc nhau caàn ñöôïc hieäu chænh ñuùng vôùi toác ñoä ñaõ ñöôïc ñònh tröôùc. Nguyeân lyù cheøn bit ñöôïc söû duïng Độ dài thời gian: 125 μs GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: C (tt) Tín hieäu Toác ñoä bit truyeàn C-11 1544 Kbit/s C-12 2048 Kbit/s Level 2 C-2 6312 Kbit/s Level 3 C-3 34368 Kbit/s Level 1 44736 Kbit/s Level 4 C-4 139264 Kbit/s GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: VC VC = Virtual Container. VC = C + POH Chöùc naêng cuûa POH: Xaùc ñònh ñích ñeán cuûa VC Giaùm saùt loãi cuûa VC: söû duïng maõ parity (BIP) Mang thoâng tin traïng thaùi (Status Information) cho MUX bieát VC coù mang thoâng tin hay khoâng Truyeàn thoâng tin caûnh baùo töø VC ñaàu cho ñeán VC cuoái Độ dài thời gian: 125 μs HOVC = High-Order VC: VC-3, VC-4 LOVC = Low-Order VC: VC-1x, VC-2, VC-3 GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: TU TU = Tributary Unit TU = VC + Pointer (TU-PTR) Chức năng của TU: Xaùc ñònh vò trí cuûa VC-POH trong vuøng Payload cuûa khung STM-1 Độ dài thời gian: 125 μs GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: TUG TUG = Tributary Unit Group Goàm moät soá caùc TU hoaëc TUG caáp thaáp hôn gheùp luaân phieân theo töøng byte. TUG-2, TUG-3 Độ dài thời gian: 125 μs GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: AU AU = Administrative Unit AU-4 = VC-4 + Pointer (AU-PTR). Chức năng của con trỏ AU-PTR: Pointer naèm ôû haøng thöù 4 cuûa khung STM-1. Xaùc ñònh vò trí baét ñaàu cuûa töø maõo POH (byte J1) cuûa VC4 Độ dài thời gian: 125 μs GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: AUG AUG = Administrative Unit Group Duøng cho payload chöùa ba caáu truùc AU3 AUG chöùa NPI (Null Pointer Indication) xaùc ñònh vò trí coá ñònh trong vuøng payload nôi ba pointer chæ ñeán ba caáu truùc AU3 töông öùng Độ dài thời gian: 125 μs GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N KÍCH THƯỚC CÁC KHỐI CONTAINER C-11 C-12 C-2 C-3 C-4 25 34 106 756 2340 1600 2176 6784 48384 149760 VIRTUAL CONTAINER VC-11 VC-12 VC-2 VC-3 VC-4 Kích thöôùc (bytes) 26 35 107 765 2349 Toác ñoä bit (Kbit/s) 1664 2240 6848 48960 150336 TU-11 TU-12 TU-2 TU-3 Kích thöôùc (bytes) 27 36 108 768 Toác ñoä bit (Kbit/s) 1728 2304 6912 49152 TUG-2 TUG-3 Kích thöôùc (bytes ) 108 774 Toác ñoä bit (Kbit/s) 6912 49536 Kích thöôùc (bytes) Toác ñoä bit (Kbit/s)86 TRIBUTARY UNIT TRIBUTARY UNIT GROUP ADMINISTRATIVE UNIT AU-3 AU-4 Kích thöôùc (bytes) 768 2358 Toác ñoä bit (Kbit/s) 50304 150912 ADMINISTRATIVE UNIT GROUP AUG Kích thöôùc (bytes) 2358 Toác ñoä bit (Kbit/s) 150912 QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 . GHÉP LUỒNG E4 VÀO STM-1 Sơ đồ ghép: STM-1 + SOH AU-4 + AU4-PTR VC-4 + POH C-4 + STUFF 139264 Kbit/s QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E4 VÀO STM-1: C-4 Kích thước khung C-4: 9 dòng × 260 byte. Độ dài thời gian: 125μs. Một dòng của C-4: 20 khối × 13 byte = 260 byte 20 khối × 13 byte = 260 Byte 1 2 3 4 5 6 7 8 9 C-4 9 1 5 13 byte 10 15 20 QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E4 VÀO STM-1: C-4 (tt) 1 byte Cấu tạo mỗi dòng của C-4: 12 byte W 96I X 96I Y 96I Y 96I Y 96I X 96I Y 96I Y 96I Y 96I X 96I Y 96I Y 96I Y 96I X 96I Y 96I Y 96I Y 96I X 96I Y 96I Z 96I W =IIIIIIII Y = RRRRRRRR X = CRRRRROO Z =IIIIIISR I: Information bit S: Stuffing bit R: Fixed Stuffing bit O: Overhead bit C: Justification control bit QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E4 VÀO STM-1: C-4 (tt) Mỗi dòng C-4 có: 1 bit chèn S 5 bit điều khiển chèn C Mỗi khối gồm 1 byte X/Y/W/Z đứng đầu và 12 byte thông tin I theo sau. Khi CCCCC = 00000 thì S = I Khi CCCCC = 11111 thì S = R (máy thu căn cứ vào luật số đông của bit C để biết chèn hay không chèn) QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E4 VÀO STM-1: VC-4 VC-4 = C-4 + POH 1 byte 9 Độ dài thời gian: 125μs. 260 byte J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 = + POH 261 byte C-4 J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 VC-4 QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E4 VÀO STM-1: AU-4 AU-4 = VC-4 +PTR_AU-4 Độ dài thời gian: 125μs. 270 byte 9 byte J1 B3 C2 H1 Y Y H2 “1” “1” H3 H3 H3 G1 F2 PTR_AU-4 H4 F3 K3 N1 261 byte QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E4 VÀO STM-1: STM-1 STM-1 = AU-4 +SOH Độ dài thời gian: 125μs. 270 byte 9 byte J1 B3 RSOH C2 H1 Y Y H2 “1” “1” H3 H3 H3 G1 F2 H4 F3 MSOH K3 N1 261 byte QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1 STM-1 Sơ đồ ghép theo chuẩn Châu Âu: AU-4 VC-4 ×3 + POH TUG-3 ×1 TU-3 + PTR VC-3 + POH C-3 + STUFF 34368 Kbit/s QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: C-3 Kích thước khung C-3: 9 dòng × 84 byte. Mỗi khung C-3 được chia làm 3 phân khung: T1, T2, T3. 84 Byte 9 C-3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 T1 T2 T3 QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: C-3 (tt) Cấu trúc 1 phân khung 3 byte 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I C 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I O 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I C 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I O 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I C 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 24I 1 2 3 4 5 = RRRRRRRR C = RRRRRRC1C2 A = RRRRRRRS1 B = S2I I I I I I I 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 I: Information bit S: Stuffing bit R: Fixed Stuffing bit C: Justification control bit O: Overhead bit 16 17 18 19 AB8I 20 QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: C-3 (tt) Ba phân khung có cấu trúc giống nhau. Mỗi phân khung: Dòng 1: có (22 byte + 12 bit) chèn cố định R; 2 bit điều khiển chèn C1C2 và 60 byte thông tin I. Dòng 2: giống dòng 1. Dòng 3: có (23 byte + 13 bit) chèn cố định R; 2 bit điều khiển chèn C1C2; 2 bit chèn S1S2 và (57 byte + 7 bit) thông tin I. Mỗi phân khung có 3 bit C1C1C1 dùng để điều khiển bit S1 và 3 bit C2C2C2 dùng để điều khiển bit S2. Nếu CiCiCi = 0 thì Si = I, CiCiCi = 1 thì Si = R. QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: VC-3 VC-3 = C-3 + POH_VC-3 1 byte 9 Độ dài thời gian: 125μs. 84 byte J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 = + POH_VC-3 85 byte C-3 J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 VC-3 QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: TU-3 TU-3 = VC-3 + PTR_TU-3 86 byte H1 J1 3 H2 B3 H3 C2 G1 F2 PTR_TU-3 H4 F3 K3 N1 Độ dài thời gian: 125μs. QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: TUG-3 TUG-3 = TU-3 + STUFF BIT 86 byte 9 H1 J1 H2 B3 H3 C2 G1 S F2 T H4 U F3 F K3 F N1 Độ dài thời gian: 125μs. QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: VC-4 VC-4 = 3×TUG-3 + STUFF BIT +POH_VC-4 Độ dài thời gian: 125μs. 86 byte × 3 + 3 = 261 byte 9 J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 H1 H1 H1 J1 J1 J1 H2 H2 H2 B3 B3 B3 S S H3 H3 H3 C2 C2 C2 T T G1 G1 G1 S S S U U F2 F2 F2 T T T F F H4 H4 H4 U U U F F F3 F3 F3 F F F K3 K3 K3 F F F N1 N1 N1 POH_VC-4 POH_VC-3 QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: AU-4 AU-4 = VC-4 +PTR_AU-4 Độ dài thời gian: 125μs. 270 byte 9 byte J1 B3 C2 H1 Y Y H2 “1” “1” H3 H3 H3 G1 F2 PTR_AU-4 H4 F3 K3 N1 261 byte QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1 STM-1 Sơ đồ ghép theo chuẩn Châu Âu: AU-4 VC-4 ×3 TUG-3 ×7 TUG-2 ×3 TU-12 VC-12 C-12 2048 Kbit/s QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1: VC-12, TU-12 Do VC-1x và TU-1x có số byte ít nên phải được xếp dưới dạng đa khung gồm 4 khung. 1 byte 1 byte V5 J2 N2 K4 Đa khung VC-12 35 byte 35 byte 35 byte 35 byte V1 125 μs V2 250 μs V3 375 μs V4 500 μs 36 byte 36 byte 36 byte 36 byte Đa khung TU-12 125 μs 250 μs 375 μs 500 μs QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1: VC-12, TU-12 V5, J2, N2, K4: POH_VC-12 V1, V2, V3, V4: PTR_TU-12 V5 V1 VC-12 #1 J2 TU-12 #1 V2 VC-12 #2 N2 TU-12 #2 V3 VC-12 #3 K4 VC-12 #4 TU-12 #3 V4 TU-12 #4 QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1: VC-12, TU-12 Có 3 phương pháp sắp xếp luồng 2048 Kbit/s vào đa khung VC-12: Sắp xếp không đồng bộ. Sắp xếp đồng bộ bit. Sắp xếp đồng bộ byte. QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1: VC-12, TU-12 140 byte V5 RRRRRRRR 32 BYTE RRRRRRRR J2 C1C2OOOO R R 32 BYTE RRRRRRRR N2 C1C2OOOO R R 32 BYTE RRRRRRRR K4 C1C2R R R R RS1 S2 I I I I I I I 31 BYTE RRRRRRRR 500 μs Sắp xếp không đồng bộ nhằm đồng bộ hóa tín hiệu PDH theo tần số đồng hồ của SDH. Đa khung VC-12 bao gồm: (127 byte +7 bit) thông tin I. 2 bit chèn S1,S2. 6 bit điều khiển chèn C1, C2. 8 bit overhead O. 73 bit chèn cố định R. CiCiCi = 000ÆSi = I CiCiCi = 111ÆSi = R QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1: VC-12, TU-12 R R R 140 byte R R R R R V5 R R R R R R TS0 TS1 ÷ TS15 TS16 TS17 ÷ TS31 R R R R R R J2 R R R R R R TS0 TS1 ÷ TS15 TS16 TS17 ÷ TS31 R R R R R R N2 R R R R R R TS0 TS1 ÷ TS15 TS16 TS17 ÷ TS31 R R R R R R K4 R R R R R R TS0 TS1 ÷ TS15 TS16 TS17 ÷ TS31 R R R R R R R R R Sắp xếp đồng bộ byte được áp dụng khi các kênh 64 Kbit/s của luồng 2048 Kbit/s phân biệt rõ ràng. R: bit chèn cố định. TS: khe thời gian. R R R R R 500 μs Sắp xếp đồng bộ bit: ITU-T khuyến nghị bỏ phương pháp này, vì đây là trường hợp đặc biệt của sắp xếp không đồng bộ (tham khảo tài liệu) QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1:TU-12 Khung TU-12 Đa khung TU-12 4 byte V1 Vn V2 V3 9 V4 125 μs 36 byte 36 byte 36 byte 36 byte QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1:TUG-2 TUG-2 = 3×TU-12 Độ dài thời gian: 125μs. 4 byte×3 = 12 byte Vn VnVn 9 125 μs QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1:TUG-3 TUG-3 = 7×TUG-2 Độ dài thời gian: 125μs. 12 byte×7+2 = 86 byte N P I 9 S T U F F 21× Vn S T U F F 125 μs QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1:VC-4 VC-4 = 3×TUG-3 + POH_VC-4 Độ dài thời gian: 125μs. 86 byte×3+3 = 261 byte 9 J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 N N N P P P I I I 63× Vn S S S S S T T T T T U U S S S U U U F F T T T F F F F F U U U F F F F F F F F F 125 μs GHEÙP KEÂNH ÑOÀNG BOÄ SDH CHỨC NĂNG CỦA CON TRỎ Ñoàng boä hoaù caùc luoàng vaø caùc khung caáp cao hôn. Chöùa thông tin vò trí byte ñaàu tieân cuûa VC (byte ñaàu tieân cuûa POH). Söï thay ñoåi pha hay toác ñoä bit coù theå ñöôïc buø thoâng qua hieäu chænh giaù trò cuûa con troû cuøng vôùi hieäu chænh +/-/0 luaân phieân töøng byte Coù theå truy suaát vaøo VC caáp cao hôn ngay sau khi xaùc ñònh AU-PTR Cho pheùp gheùp xen/reû 1 luoàng tín hieäu baát kyø maø khoâng phaûi phaân keânh hoaøn toaøn nhö PDH CÁC LOẠI CON TRỎ Coù ba loaïi con troû: Con troû cuûa AU-x (x=3,4) + Ñoàng boä pha vaø taàn soá cuûa VC-x vôùi khung AU-x + Neáu gheùp 1×140Mbit/s: 1 con troû AU-4 + Neáu gheùp 3×34Mbit/s: 3 con troû AU-3 Con troû cuûa TU-3 Con troû cuûa TU-1x/TU-2 + Ñoàng boä pha vaø taàn soá cuûa VC-1x/VC-2 vôùi khung caáp cao hôn (VC-3 hay VC-4) CON TRỎ AU4 AU-4 = VC-4 +PTR_AU-4 270 byte 9 byte J1 B3 C2 H1 Y Y H2 “1” “1” H3 H3 H3 G1 F2 PTR_AU-4 H4 F3 K3 N1 261 byte CON TRỎ AU4 (tt) 9 byte×N 0 3 1 SOH PTR 5 SOH Sô ñoà ñòa chæ con troû: 270 byte ×N 261 byte ×N PAYLOAD 125 μs − Payload: 261 coät × 9 haøng Æ 2349 byte − 3 byte taïo thaønh 1 nhoùm − 783 nhoùm: 0-782 Æ ñòa chæ xaùc ñònh ñieåm baét ñaàu cuûa VC-4 CON TROÛ (POINTER) 270 9 SOH AU-4 PTR 9 261 522 523 608 609 610 695 696 697 782 0 1 86 87 88 SOH 521 SOH AU-4 PTR 522 523 608 609 610 695 696 697 782 0 1 86 87 88 SOH Offset numbering of AU-4 521 125 μs CON TROÛ (POINTER) Caáu truùc con troû AU-4 STM-1 1 × AU-4 pointer Pointer value range: 0-782 decimal. Pointer value in bits 7-16 of H1 and H2 SOH VC-4 SOH P O H H1 Y Y Y :1001SS11 “1” :11111111 H2 “1” “1” H3 H3 H3 CON TROÛ (POINTER) 270 9 261 SOH AU-4 PTR 9 J1 B3 SOH C2 G1 F2 H4 SOH 125 μs Z3 Z4 Z5 AU-4 PTR J1 B3 SOH 521 H1 N N N N S H2 S I D I D I D I D 10 bit pointer value H3 I D Negative justification opputinity NNNN (new data flag): Côø döõ lieäu môùi − Thoâng baùo cho maùy thu bieát giaù trò cuûa pointer ñaõ thay ñoåi (coù hieäu chænh) − Giaù trò pointer môùi seõ ñöôïc chaáp nhaän neáu ñöôïc phaùt hieän trong 3 khung keá lieân tieáp − NNNN = 1001: active status − NNNN = 0110: passive status SS: xaùc ñònh loaïi AU-4 − SS = 01: AU-4 H1 N N N N S H2 S I D I D I D I D H3 I D 10 bit pointer value Negative justification opputinity Giaù trò con troû (ñòa chæ POH cuûa container): − 10 bit: bit 7,8 (H1) + 8 bit (H2) − 0-782 (decimal) D/ I : decrement / Increment bit Bit phuïc vuï hieäu chænh (justification service digits): 5 bit I hoaëc 5 bit D seõ ñaûo daáu khi xaûy ra cheøn − Hieäu chænh döông: ñaûo daáu 5 bit I − Hieäu chænh aâm: ñaûo daáu 5 bit D − Giaù trò pointer ñöôïc truyeàn toái thieåu trong 3 khung keá tieáp H1 N N N N S H2 S I D I D I D I D H3 I D 10 bit pointer value Negative justification opputinity VC chaïy cuøng toác ñoä vôùi STM-1 − Giaù trò pointer khoâng thay ñoåi khi ñoàng boä − Xaûy ra khi taàn soá xung clock cuûa caùc thieát bò gioáng nhau − Ví duï: VC4-POH baét ñaàu ôû vò trí 2 trong Payload, giaù trò cuûa pointer seõ ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: 0110 01 0000000010 CON TROÛ (POINTER) VC-4 chaïy chaäm hôn toác ñoä cuûa STM-1 − Hieäu chænh döông (positive justification) − Giaù trò cuûa pointer taêng leân − Kích thöôùc döõ lieäu trong payload giaûm, phuï thuoäc vaøo ñoä cheânh leäch giöõa hai ñoàng hoà − Nguyeân taéc thöïc hieän + Quaù trình cheøn xaûy ra caùch 4 khung 1 laàn + Cheøn bit (bit stuffing) xaûy ra taïi vò trí pointer ZERO vaø caùc byte lieân quan + Cheøn bit xaûy ra tröôùc khi pointer thay ñoåi giaù trò + 5 bit I trong pointer bi ñaûo daáu tröôùc khi cheøn bit ñeå xaùc ñònh bit cheøn (stuffed bit) taïi vò trí ZERO CON TROÛ (POINTER) − Quaù trình cheøn döông coù theå ñöôïc minh hoaï nhö trong 2 baûng ví duï sau. Trong ñoù: + Kích thöôùc khung Payload ñöôïc giaûm xuoáng coøn 4 thay vì 783 + Vò trí baét ñaàu cuûa Data 1 chính laø ñieåm baét ñaàu cuûa VC4POH Pointer H1 H2 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 Frame 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Frame 2 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Frame 3 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 Frame 4 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 CON TROÛ (POINTER) Pointer Values Pointer Locations 0 1 2 3 Payload Number =0 Data 1 Data 2 Data 3 Data 4 1 invert I bits Bit Stuff Data 1 Data 2 Data 3 2 =1 Data 4 Data 1 Data 2 Data 3 3 Data 4 Data 1 Data 2 Data 3 4 Data 4 Data 1 Data 2 Data 3 5 invert I bits Bit Stuff Data 4 Data 1 Data 2 6 =2 Data 3 Data 4 Data 1 Data 2 7 Data 3 Data 4 Data 1 Data 2 8 Data 3 Data 4 Data 1 Data 2 9 invert I bits Bit Stuff Data 3 Data 4 Data 1 10 =3 Data 2 Data 3 Data 4 Data 1 11 Data 2 Data 3 Data 4 Data 1 12 Data 2 Data 3 Data 4 Data 1 13 invert I bits Bit Stuff Data 2 Data 3 Data 4 14 =0 Data 1 Data 2 Data 3 Data 4 15 CON TROÛ (POINTER) VC4 chaïy nhanh hôn toác ñoä cuûa STM-1: − Hieäu chænh aâm (negative justification) − Giaù trò cuûa pointer giaûm xuoáng. − Ngyeân taéc cheøn aâm: + Quaù trình cheøn xaûy ra caùch 4 khung 1 laàn + Söû duïng 3 byte H3 ñeå chöùa thoâng tin + Cheøn bit xaûy ra tröôùc khi pointer thay ñoåi giaù trò + 5 bit D trong pointer ñaûo daáu tröôùc khi cheøn bit ñeå xaùc ñònh bit thoâng tin chöùa trong byte H3 CON TROÛ (POINTER) Pointer Locations Pointer Values H3 Bytes 0 1 2 3 Payload Number =3 Not Used Data 2 Data 3 Data 4 Data 1 1 invert D bits Data 2 Data 3 Data 4 Data 1 Data 2 2 =2 Not Used Data 3 Data 4 Data 1 Data 2 3 Not Used Data 3 Data 4 Data 1 Data 2 4 Not Used Data 3 Data 4 Data 1 Data 2 5 invert D bits Data 3 Data 4 Data 1 Data 2 Data 3 6 =1 Not Used Data 4 Data 1 Data 2 Data 3 7 Not Used Data 4 Data 1 Data 2 Data 3 8 Not Used Data 4 Data 1 Data 2 Data 3 9 invert D bits Data 4 Data 1 Data 2 Data 3 Data 4 10 =0 Not Used Data 1 Data 2 Data 3 Data 4 11 Not Used Data 1 Data 2 Data 3 Data 4 12 Not Used Data 1 Data 2 Data 3 Data 4 13 invert D bits Data 1 Data 2 Data 3 Data 4 Data 1 14 =0 Not Used Data 2 Data 3 Data 4 Data 1 15 VÍ DỤ CON TRỎ AU4: (1) Giả sử hai byte H1H2 của con trỏ AU4 của khung STM-1#n có giá trị như sau: 0110010010000100. Hãy xác định: a) Giá trị nhị phân và thập phân của con trỏ AU4 trên. b) Tọa độ (cột, hàng) của byte J1 (byte đầu tiên của VC4) trong khung STM-1#n trên. c)Nếu có yêu cầu chèn dương, hãy mô tả trạng thái của con trỏ AU4 trong quá trình chèn dương. VÍ DỤ CON TRỎ AU4: (2) Giả sử giá trị thập phân của con trỏ AU4 là 315. Hãy xác định: a) 10 bit giá trị của con trỏ AU4 trên. Từ đó viết đầy đủ 16 bit trong 2 byte H1H2 của con trỏ AU4. b) Tọa độ (cột, hàng) của byte J1 (byte đầu tiên của VC4) trong khung STM-1#n trên. c)Nếu có yêu cầu chèn âm, hãy mô tả trạng thái của con trỏ AU4 trong quá trình chèn âm. MỘT SỐ CÂU HỎI LIÊN QUAN ĐẾN C0N TRỎ AU4 1) Hãy cho biết chức năng của con trỏ trong SDH. 2) Hãy trình bày cách đánh địa chỉ con trỏ AU4 trong vùng Payload của khung STM-1. 3) Hãy mô tả cấu trúc con trỏ AU4, và trình bày hoạt động của con trỏ khi có yêu cầu chèn dương/âm. Áp dụng: (như ví dụ) GHEÙP KEÂNH ÑOÀNG BOÄ SDH MÀO ĐẦU ĐOẠN VÀ MÀO ĐẦU TUYẾN Mào đầu đoạn: SOH Mào đầu tuyến: POH STM-1 = AU4 + SOH (Section OverHead) A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0 RSOH B1 E1 F1 D1 D2 D3 AU4-PTR PTR MSOH B2 B2 B2 K1 K2 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 S1 Z1 Z1 Z2 Z2 M1 E2 SOH: A1 và A2 A1,A2: byte đồng bộ khung (Framing bytes) cho biết bắt đầu khung STM. A1 = 11110110 A2 = 00101000 SOH: B1 và B2 B1 (BIP-8) Giám sát lỗi đoạn lặp. Cộng modulo-2 tất cả các byte của khung thứ n (trước khi ngẫu nhiên hoá) để tạo ra byte B1 và sẽ được ghép vào khung thứ (n+1). Qua mỗi đoạn lặp, đầu thu sẽ tiến hành tính lại B1 và so sánh với B1 của khung thu được kế tiếp. Nếu giá 2 trị này khác nhau thì có lỗi xảy ra Æ Lỗi khối B2 (BIP-24) Giám sát lỗi đoạn ghép Cộng modulo-2 tất cả các nhóm 3byte của khung thứ n (trừ các byte trong RSOH, trước khi ngẫu nhiên hoá) để tạo ra 3 byte B2 và sẽ được ghép vào khung thứ (n+1). Qua mỗi đoạn ghép, đầu thu sẽ tiến hành tính lại B2 và so sánh với B2 của khung thu được kế tiếp. Nếu giá 2 trị này khác nhau thì có lỗi xảy ra Æ Lỗi khối. SOH: E1 và E2 E1,E2: byte nghiệp vụ (Oderwire) cung cấp kênh thoại PCM 64Kbit/s. E1: kênh nghiệp vụ đoạn lặp. E2: kênh nghiệp vụ đoạn ghép. SOH: D1-D3 và D4-D12 Đây là kênh truyền dữ liệu DCC (Data Channel Communications), được sử dụng cho phần mềm quản lý mạng để truyền dữ liệu giữa các phần tử mạng. D1-D3 (DCC-R) Kênh dữ liệu đoạn lặp. Các byte này tạo thành kênh DCC-R có tốc độ 3×64Kbit/s = 192Kbit/s D4-D12 (DCC-M) Kênh dữ liệu đoạn ghép. Các byte này tạo thành kênh DCC-M có tốc độ 9×64Kbit/s = 576Kbit/s SOH: F1 (User channel) F1: Kênh người sử dụng (người điều hành mạng) SOH: J0 (Regenerator Section Trace) J0: định vị STM-1 trong STM-N. SOH: M1 (Remote Error Indication) M1 (MS-REI): Chỉ thị lỗi đầu xa trên đoạn ghép. M1 cho biết số lỗi khối (từ 1 đến N) mà nó phát hiện được thông qua kiểm tra BIP24. SOH: S1 (Synchronization Status byte) S1: Byte chỉ thị mức chất lượng đồng hồ. SOH: K1, K2 (APS bytes) K1, K2: các byte chuyển mạch bảo vệ tự động, và thông báo lỗi. SOH: Z1, Z2 (Spare bytes) Z1, Z2: các byte dự trữ. VC4 = C4 + POH (Path OverHead) 1 byte 9 260 byte J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 = + POH 261 byte C-4 J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 VC-4 POH: VC4 J1 (Path trace) byte nhận dạng tuyến bậc cao, VC4 B3 BIP-8 Kiểm tra lỗi trong VC4 C2 (Signal label) Nhãn tín hiệu G1 (Path Status byte) Gởi thông tin trạng thái từ đầu thu về trạm gốc F2 Kênh điều hành mạng H4 Số thứ tự VC4 (VC4 Multiframe Pointer) F3 Kênh điều hành mạng K3 Kênh APS choVC4 N1 Kênh giám sát choVC4 VC-12 = C-12 + POH (Path OverHead) VC-12_POH: V5, J2, N2, K4 V5 1 2 BIP-2 3 4 REI RFI 5 6 7 Signal Label REI = Remote Error Indication RFI = Remote Failure Indication RDI = Remote Defect Indication J2 (Path Trace) Nhận dạng điểm truy cập VC-12 N2 Giám sát điểm chuyển tiếp VC-12 K4 APS cho VC-12 8 RDI KHÁI NIỆM ĐOẠN VÀ TUYẾN ĐOẠN (Section): RS và MS TUYẾN (Path) CÂU HỎI 1) Trong SDH, người ta thực hiện kiểm tra lỗi như thế nào? Hãy trình bày cách kiểm tra lỗi trên đoạn lặp và đoạn ghép. 2) Nêu chức năng các byte B1, B2, K1, K2, E1, E2, S1 trong SOH. 3) Hãy cho biết kênh nghiệp vụ đoạn lặp có tốc độ là bao nhiêu? 4) Hãy cho biết kênh truyền dữ liệu đoạn lặp (DCC-R) có tốc độ là bao nhiêu? 5) Hãy cho biết kênh truyền dữ liệu đoạn ghép (DCC-M) có tốc độ là bao nhiêu? GHEÙP KEÂNH ÑOÀNG BOÄ SDH CÁC PHẦN TỬ TRÊN MẠNG SDH (CẤU HÌNH PHẦN TỬ MẠNG) TRM (Terminal Multiplexer): Thiết bị ghép kênh đầu cuối. ADM (Add/Drop Multiplexer): thiết bị xen / rớt luồng DXC (Cross Connect): thiết bị kết nối chéo. REG (REGenerator): thiết bị lặp (các phần tử trên gọi chung là phần tử mạng NE = Network Element) CẤU HÌNH TRM Chức năng: Ghép các luồng nhánh thành luồng tổng hoặc tách luồng tổng thành các luồng nhánh Luồng nhánh (Tributary interface) TRM Luồng tổng STM-N (Line interface) Line: STM-1 Æ Trib.: E1, E3, E4 Line: STM-N (N>1) Æ Trib.: E1, E3, E4, STM-1 CẤU HÌNH ADM Chức năng: lấy hoặc chèn luồng nhánh vào luồng tổng Luồng tổng STM-N (West Line interface) ADM Luồng tổng STM-N ( East Line interface) Luồng nhánh (Tributary interface) Line: STM-1 Æ Trib.: E1, E3, E4 Line: STM-N (N>1) Æ Trib.: E1, E3, E4, STM-1 CẤU HÌNH REG Chức năng: khuếch đại tín hiệu bị suy yếu trên đường truyền. Luồng tổng STM-N (West Line interface) REG Luồng tổng STM-N ( East Line interface) CẤU HÌNH DXC Chức năng: hoán đổi địa chỉ của VC. Luồng tổng STM-N (West Line interface) DXC Luồng tổng STM-N ( East Line interface) Luồng nhánh (Tributary interface) Kết nối chéo ở mức VC-n (ở VC cùng cấp) MẠNG SDH (CẤU HÌNH MẠNG) Điểm - Điểm (Point-to-Point Network) Chuỗi (Linear Network) Vòng (Ring Network) Sao (Star Network) Hỗn Hợp (Hybrid Network) MẠNG SDH ĐIỂM - ĐIỂM Đặc điểm: đơn giản. STM-N TRM TRM STM-N TRM STM-N REG TRM MẠNG SDH CHUỖI Đặc điểm: thích hợp cho hệ thống kéo dài qua các điểm dân cư tập trung STM-N TRM STM-N ADM TRM MẠNG SDH VÒNG Đặc điểm: các phần tử mạng nối với nhau thành vòng kín Min: 3NE; Max: 16NE ADM ADM STM-N ADM ADM MẠNG SDH SAO Đặc điểm: có 1 NE trung tâm TRM STM-N TRM ADM TRM TRM MẠNG SDH HỖN HỢP TRM TRM ADM ADM STM-N ADM ADM TRM MẠNG SDH HỖN HỢP ADM ADM ADM DXC ADM STM-N ADM ADM MẠNG SDH HỖN HỢP ADM ADM ADM STM-N ADM ADM STM-N DXC ADM DXC KHÁI NIỆM ĐOẠN VÀ TUYẾN ĐOẠN (Section): RS và MS TUYẾN (Path) MẠNG SDH ĐOẠN VÀ TUYẾN VC12 VC12 STM-1 E1 TRM A STM-1 ADM B VC12 VC12 Path (tuyến) VC12 E1 STM-1 REG C TRM D E1 VC12 Mạng trên có tổng công bao nhiêu path? CÁC CƠ CHẾ BẢO VỆ Bảo vệ 1+1 Bảo vệ 1:N Bảo vệ 1:1 CƠ CHẾ BẢO VỆ 1+1 Đặc điểm: tín hiệu được phát cùng lúc trên hai đường làm việc và đường dự phòng, nhưng đầu thu chỉ chọn thu trên một đường có chất lượng cao hơn. Tx w Rx p Rx A B w p W=working section (đường làm việc) P= protection section (đường bảo vệ) Tx CƠ CHẾ BẢO VỆ 1+1 T W R Bridge Selector T R P CƠ CHẾ BẢO VỆ 1:N w1 (Tx) w1 (Rx) 1 1 w2 (Tx) 2 .. . w2 (Rx) N wN (Rx) 2 .. . wN (Tx) A N B p (Tx) p (Rx) PSC PSC CƠ CHẾ BẢO VỆ 1:N Switch Switch R T T Wn P APS signaling … … … … T W² R R R … T W1 CƠ CHẾ BẢO VỆ 1:1 w (Tx) w (Rx) 1 1 p (Tx) p (Rx) A B PSC PSC CƠ CHẾ BẢO VỆ 1:1 Switch Switch T W R APS signaling T R P CÁC DẠNG MẠNG VÒNG Mạng vòng 2 sợi và mạng vòng 4 sợi. Mạng vòng đơn hướng và mạng vòng song hướng. MẠNG VÒNG 2 SỢI MẠNG VÒNG 4 SỢI Mạng vòng 2 sợi Mạng vòng 4 sợi 4 2 ADM ADM ADM STM-N ADM ADM STM-N ADM ADM ADM MẠNG VÒNG ĐƠN HƯỚNG MẠNG VÒNG SONG HƯỚNG Mạng vòng đơn hướng NE1 1 Mạng vòng song hướng NE2 NE1 5 4 8 NE4 STM-N 1 NE2 5 6 7 3 NE1 Æ NE2: sợi 1 NE2 Æ NE1: sợi 2, 3, 4 2 NE3 4 8 NE4 STM-N 7 3 NE1 Æ NE2: sợi 1 NE2 Æ NE1: sợi 5 6 2 NE3 CÁC KIỂU CHUYỂN MẠCH BẢO VỆ TRONG MẠNG VÒNG Bảo vệ tuyến (path protection) và bảo vệ đường (Line protection) 2F-UPSR Two-Fiber Unidirectional Path Switched Ring Mạng vòng 2 sợi đơn hướng chuyển mạch bảo vệ tuyến. Đường làm việc đi theo chiều quay kim đồng hồ. Đường bảo vệ đi theo ngược chiều quay kim đồng hồ. Giống như 1+1 2F-UPSR NE1 1 5 4 8 NE4 W W NE2 P 6 7 3 2 NE3 P 2F-UPSR NE1 4 1 W 5 P 8 NE4 NE2 6 7 3 2 NE3 Trạng thái bình thường 2F-UPSR NE1 1 Fail 5 4 8 NE4 W NE2 P 6 7 3 2 NE3 Giả sử sự cố trên sợi 1 2F-UPSR NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC NE1 4 1 W 5 P 8 NE4 NE2 6 7 3 Giả sử chúng ta xét lưu lượng truyền từ NE1 đến NE3. Ở trạng thái bình thường: 2 NE3 Hướng phát: lưu lượng gởi từ NE1 được phát trên cả hai vòng: vòng làm việc (trên sợi 1,2) và vòng bảo vệ (trên sợi 8, 7). Hướng thu: NE3 chỉ chọn tín hiệu trên vòng làm việc (hoặc trên hướng có chất lượng tín hiệu tốt nhất). 2F-UPSR NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC NE1 1 Fail 5 4 8 NE4 W NE2 P 6 7 3 Giả sử có sự cố đứt sợi quang số 1. Bây giờ mạng sẽ làm việc qua các bước sau: 2 NE3 Trên mạng, NE2 sẽ phát hiện ra sự cố này đầu tiên, và NE2 sẽ tạo ra tín hiệu cảnh báo gởi thông tin này đến tất cả các phần tử khác trên mạng biết. Khi các phần tử mạng khác nhận được thông tin cảnh báo từ NE2 gởi tới, hướng thu của chúng sẽ chuyển sang hướng bảo vệ để nhận lưu lượng tới, trong đó có NE3. 2F-UPSR NE1 4 1 W 5 P 8 NE4 NE2 6 7 3 2 NE3 Trạng thái bình thường: NE1 Æ NE3: 1, 2 NE1 Æ NE4: 1,2,3 2F-UPSR LOS NE1 1 Fail 5 AIS 4 W NE2 P 8 NE4 Đứt sợi 1: 6 7 2 NE3 3 AIS AIS NE1 Æ NE3: 8,7 NE1 Æ NE4: 8 ĐẶC TÍNH CỦA UPSR Độ phức tạp thấp. Bảo vệ tuyến nhanh. Có 2Tx, 2Rx. Không sử lại không gian trống. Phù hợpcho mạng truy nhập tốc độ thấp. 2F-BLSR Two-Fiber Bidirectional Line Switched Ring Xét lưu lượng truyền giữa NE1 và NE4: Hướng làm việc (W): W NE1 1 P NE2 NE1 ÆNE4: 8 NE4 ÆNE1: 4 Hướng bảo vệ (P): NE1 ÆNE4: 1, 2 , 3 NE4 ÆNE1: 7, 6, 5 5 4 8 NE4 STM-N 7 3 6 2 NE3 W P 2F-BLSR Xét lưu lượng truyền giữa NE1 và NE4: Trạng thái bình thường: NE1 1 NE2 5 4 8 NE4 STM-N 7 3 6 2 NE3 NE1 ÆNE4: 8 NE4 ÆNE1: 4 2F-BLSR NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC 1 NE1 Xét lưu lượng truyền giữa NE1 và NE4: Giả sử đứt sợi 8: mạng sẽ làm việc như sau: NE2 2 5 4 Fail STM-N 8 Loopback NE4 7 6 NE3 3 Trên mạng NE4 sẽ phát hiện sự cố này trước tiên, NE4 sẽ phát tín hiệu cảnh báo cho các phần tử khác trên mạng biết. NE4 sẽ thực hiện đấu vòng (hướng sợi bị sự cố) chuyển lưu lượng đến NE1 qua đường dự phòng. Khi NE1 nhận được tín hiệu cảnh báo cũng sẽ thực hiện đấu vòng (hướng sợi bị sự cố) chuyển lưu lượng đến NE4 qua đường dự phòng. Vòng mới được thiết lập: NE1 ÆNE4: 1, 2, 3 NE4 ÆNE1: 7, 6, 5 ĐẶC TÍNH CỦA 2F-BLSR Độ phức tạp cao. Thực hiện chuyển mạch bảo vệ trên đoạn ghép. Có 2Tx, 2Rx. Sử dụng 50% dung lượng mạng (50% còn lại để bảo vệ). Giống 1:1. VÍ DỤ MẠNG VÒNG 2F-BLSR: (1) Xét lưu lượng truyền giữa NE1 và NE3: Trạng thái bình thường: NE1 1 NE2 5 4 STM-N 8 NE4 7 3 6 2 NE3 NE1 ÆNE3: 8, 7 NE3 ÆNE1: 3, 4 VÍ DỤ MẠNG VÒNG 2F-BLSR: (1) NE1 1 NE2 5 4 Fail STM-N 8 NE4 7 3 6 2 NE3 Xét lưu lượng truyền giữa NE1 và NE3: Giả sử đứt sợi 8, hãy mô tả hoạt động của mạng và vẽ lại đường đi lưu lượng giữa hai phần tử mạng NE1 và NE3? VÍ DỤ MẠNG VÒNG 2F-BLSR: (1) NE1 1 NE2 5 4 Fail STM-N 8 NE4 7 3 6 2 NE3 Tiến trình như sau: NE4 sẽ phát hiện trước tiên và thông báo cho các phần tử mạng khác biết. NE4 sẽ loopback (hướng giữa NE4 và NE1) chuyển lưu lượng tới NE1 qua đường dự phòng. NE1 nhận được cảnh báo và thực hiện loopback (hướng giữa NE1 và NE4) chuyển lưu lượng tới NE3 qua đường dự phòng. Vòng mới được thiết lập: NE1ÆNE3: 1, 2, 3, 7 NE3ÆNE1: 3, 7, 6, 5 VÍ DỤ MẠNG VÒNG 2F-BLSR: (2) Xét lưu lượng truyền giữa ADM1 và ADM2: Trạng thái bình thường: ADM1ÆADM2: 1, 2 ADM2ÆADM1: 7,6 ADM1 1 REG 6 5 0 ADM4 2 ADM2 7 STM-N 9 4 8 3 ADM3 VÍ DỤ MẠNG VÒNG 2F-BLSR: (2) Xét lưu lượng truyền giữa ADM1 và ADM2: Giả sử sự cố trên sợi 2. Hãy mô tả hoạt động của mạng để thiết lập vòng mới. ADM1 1 REG 6 5 0 ADM4 Fail 2 ADM2 7 STM-N 9 4 8 3 ADM3 VÍ DỤ MẠNG VÒNG 2F-BLSR: (2) Mạng hoạt động như sau: ADM1 1 REG 6 5 0 ADM4 Fail 2 ADM2 7 STM-N 9 4 8 3 ADM3 CÂU HỎI MẠNG SDH 1) Các phần tử trên mạng SDH và chức năng của phần tử. 2) Nêu nguyên tắc làm việc của kiểu chuyển mạch 1+1 và 1:1. Hai kiểu chuyển mạch này khác nhau cơ bản ở điểm nào? 3) Mạng vòng 2F-UPSR. 4) mạng vòng 2F-BLSR. [...]... (SNR),dB (2n) 7 128 42 8 256 48 10 1024 60 12 4096 72 PCM(tt): Quantizing (tt) Nhiễu lượng tử có thể giảm bằng cách tăng số mức lượng tử (giảm khoảng cách lượng tử Δ) ⇒ tăng số bit/1mẫu lượng tử ⇔ giảm độ rộng xung ⇔ tăng băng thơng của tín hiệu hay giảm số kênh ghép Lượng tử hóa tuyến tính: tín hiệu có biên độ bé thì méo lượng tử lớn, tín hiệu lớn thì méo lượng tử nhỏ (vì số mức lượng tử đã được... Nén – dãn số Muốn đạt SNR=72dB thì: Số mức lượng tử đều: 2048 Ỉ mỗi từ mã cần có 12 bit (kể cả bit dấu) Trong PCM sử dụng mã hố nén số Mã hố nén số tạo ra từ mã chỉ có 8 bit nhưng chất lượng tương đương như lượng tử hố đều sử dụng từ mã có 12bit Giả sử 8 bit đó là: b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 Trong đó b1 là bit dấu b2b3b4 từ mã đoạn b5b6b7b8 từ mã bước PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13... xk(t) t t t PCM(tt): Quantizing Là q trình phân loại các mẫu analog thành một trong số mức lượng tử đã định trước Biên độ của một mẫu sẽ nằm trong tập các giá trị lượng tử Gần đúng hoá các xung biên độ PAM (làm tròn đến mức lượng tử gần nhất) Mục đích: để mã hố thành từ mã có số bit ít nhất Số mức lượng tử: Q=2n n là số bit sẽ được mã hố một mẫu Ví dụ: n = 2 -> Q = 22 = 4 mức n = 4 -> Q = 24 =... 1/2 1 PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13 Muốn đạt SNR=72dB thì nếu sử dụng lượng tử hố đều thì cần n=72/6=12 bit Ỉ Số mức lượng tử Q=212 =4096 Trong đó có 2048 mức + và 2048 mức -, tức là biên độ của tín hiệu sau khi lượng tử hố đều là từ -2048Δ đến +2048Δ Nếu sử dụng nén – dãn số thì chỉ cần từ mã n = 8bit thì cũng có thể đạt được SNR=72dB Ỉ Số mức lượng tử Q=28 =256 Trong đó có 128... 0011 11 1011 4 0100 12 1100 5 0101 13 1101 6 0110 14 1110 7 0111 15 1111 PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13 Bảng: Số lượng bước lượng tử Δ trong các đoạn TT Đoạn Số lượng bước lượng tử đều 0 1 2 3 4 5 6 16 Δ 16 Δ 32Δ 64Δ 128Δ 256Δ 512Δ 7 1024Δ PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13 Bảng: Các Nguồn Điện Áp Chuẩn Từ mã đoạn Các điện áp chuẩn chọn bước lượng Các điện áp tử... thời gian (tần số lấy mẫu fS = 1/TS) PCM(tt): Sampling Là mạch điều biên xung PAM (Pulse Amplitude Modulation): nhân tín hiệu tin tức x(t) và sóng mang dạng xung s(t) Rời rạc hoá tín hiệu thành chuỗi xung biên độ rời rạc Tần số lấy mẫu fs ≥ 2fmax (đònh lý Nyquist) Đối với tín hiệu thoại: fs = 2fmax = 2*4KHz = 8KHz PCM(tt): Sampling Đối với tín hiệu thoại: fmax = 4KHz Tần số lấu mẫu: fs...4 SỐ HỐ TÍN HIỆU ANALOG Là chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu số Các phương pháp: Điều xung mã PCM Điều xung mã vi sai DPCM Điều chế Delta DM PCM: SƠ ĐỒ NGUN LÝ x(t) LPF (Low Pass Filter) Sampling Quantizing Coding ADC ADC (Analog-to-Digital Converter): Bộ chuyển Tương tự sang số LPF: Lọc thơng thấp Sampling: Lấy mẫu Quantizing: Lượng... can nhiễu tần số cao Phổ tần tín hiệu thoại: 300Hz-3400Hz Băng thông của bộ lọc: Δf=3.1kHz Phổ tần cực đại của tín hiệu thoại: fmax=3,4KHz, làm tròn bằng fmax=4KHz PCM(tt): Sampling Một số khái niệm: Mẫu là biên độ của tín hiệu điều chế ở một giá trị định trước (điện áp) Lấy mẫu là q trình đo giá trị biên độ ở những khoảng thời gian đều nhau (chu kỳ lấy mẫu TS) Tốc độ lấy mẫu là số mẫu lấy được... là biên độ của tín hiệu sau khi lượng tử hố đều là từ -128Δ đến +128Δ PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13 Bảng: Các từ mã đoạn Từ mã đoạn Thứ tự đoạn Ký hiệu 0 OA 000 1 AB 001 2 BC 010 3 CD 011 4 DE 100 5 EF 101 6 FG 110 7 GH 111 b2b3b4 PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13 Bảng: Các từ mã bước Thứ tự bước Từ mã bước b 5 b6 b7 b 8 Thứ tự bước Từ mã bước b 5 b6 b7 b... Q = 24 = 16 mức n = 8 -> Q = 28 = 256 mức PCM(tt): Quantizing Các phương pháp lượng tử hố: Lượng tử hố đều: Chia biên độ tín hiệu cần số hố thành các khoảng đều nhau, mỗi khoảng là một bước lượng tử Δ Nếu biên độ của tín hiệu analog là –a đến a thì số mức lượng tử Q và Δ có mối quan hệ sau: 2a Δ= Q Lượng tử hố khơng đều: Chia biên độ tín hiệu lấy mẫu thành các khoảng khơng đều nhau Biên độ ...SỐ HỐ TÍN HIỆU Tín hiệu tham số Đường truyền tham số Hệ thống tham số Điều xung mã PCM Bài tập 1 TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ Các loại tín hiệu: Tín... CÁC THAM SỐ (tt) Tín hiệu xung: ¾ Xung vng ¾ Xung tam giác TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ (tt) Tín hiệu số: ¾ ¾ 100110011 Cụm bit biểu diễn symbol 1 TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ (tt) Các tham số tín... quang Các tham số hệ thống truyền dẫn số Tốc độ bit R [bit/s] Tỷ số lỗi bit BER Rung pha (Jitter) SỐ HỐ TÍN HIỆU ANALOG Là chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu số Các phương pháp:

Định dạng
Số trang	250
Dung lượng	2,37 MB