KỸ THUẬT GHÉP KÊNHkỹ thuật truyền số liệu

Bài KỸ THUẬT GHÉP KÊNH Khái niệm     Thuật ngữ “ghép kênh”: trình kết hợp hay tổ hợp nhiều tín hiệu lối vào (có tốc độ bit thấp) tạo nên tín hiệu lối (có tốc độ bit cao hơn) Điều kiện đơn kênh: Tại thời điểm, môi trường truyền dẫn cho phép kênh truyền/tín hiệu truyền qua Trong trường hợp nhiều kênh truyền chia sẻ môi trường truyền dẫn: tài nguyên môi trường truyền phải chia nhỏ, môi kênh truyền chia phần tài nguyên Tài nguyên môi trường truyền dẫn: thời gian, tần số, mã, không gian Mục đích  Ghép kênh nhằm mục đich la truyền nhiều tín hiệu đường truyền mà không ảnh hưởng lẫn (Tăng hiệu suất sử dụng môi trường truyền dẫn  tăng dung lượng truyền dẫn hệ thống) Phân loại  TDM – Time Division Multiplexing  Synchronous TDM  Statistical TDM  FDM – Frequency Division Multiplexing  OFDM: Orthogonal FDM  WDM – Wavelength Division Multiplexing: FDM in optical domain  CDM – Code Division Multiplexing Ghép kênh theo tần số (FDM) Ghép kênh theo tần số (FDM)    Băng thông hệ thống chia thành nhiều băng thông nhỏ hơn, không chồng lấn lên nhau; băng tần nhỏ gán cho “người dùng” hay tín hiệu Bộ ghép kênh phía phát: ghép tín hiệu với tần số khác (nằm dải băng tần hệ thống) thành tín hiệu tổng để truyền Bộ tách kênh phía thu: tách tín hiệu tổng thành tín hiệu có tần số khác phù hợp với phía phát Hệ thống ghép kênh FDM Ghép kênh FDM     Sử dụng truyền liệu dùng sóng mang tương tự Trong dải tần đường truyền dùng FDM nguồn tin chiếm khoảng tần số định Các nguồn thông tin khác nằm dải tần điều chế sóng mang khác để dịch chuyển lên dải tần khác để thực ghép kênh FDM Truyền băng cạnh loại bỏ sóng mang (SSBSC =Single Side Band Suppressed Carrier) Ghép kênh FDM theo chuẩn AT &T ITU –T  Truyền băng cạnh thấp (LSB)  Một kênh thông tin gồm 12 kênh âm (VB =voice band) băng thông 4KHz *12 = 48 KHz Ghép kênh FDM theo chuẩn AT &T ITU –T  12 kênh âm gộp thành nhóm (Group) chiếm băng thông 48KHz nằm dải tần 60 – 108KHz TDM đồng TDM thống kê   Truyền dẫn kênh có liệu, thời điểm kênh liệu khe thời gian dùng cho kênh khác  cần thêm bit phụ Tốc độ kênh TH đến khác TDM thống kê    Để phân biệt liệu từ kênh khác nhau, cần thêm byte địa Nếu liệu đến từ kênh có độ lớn khác nhau, cần thêm byte xác định độ lớn liệu Cấu trúc khung hoàn chỉnh tín hiệu TDM thống kê TDM thống kê Điều khiển đường truyền TDM  Kiểm soát dòng liệu (flow control)    Tốc độ liệu đường truyền phân/hợp cố định phân/hợp kênh hoạt động tốc độ Nếu có kênh nhận liệu, kênh khác tiếp tục Kiểm soát lỗi (error control)  Lỗi phát xử lý kênh riêng biệt Kiểm soát dòng liệu Kỹ thuật xuất liệu đường truyền   Kỹ thuật xen ký tự (word interleaving) Kỹ thuât xen bít (bit interleaving) Kỹ thuật xen ký tự Kỹ thuât xen bít Đồng khung   Là công việc cần thiết để máy thu nhận dạng phân bố liệu Hệ thống Telco sử dụng 24 khe thời gian (n= 24) cho khung, khe thời gian dành cho kênh âm (voice band) Đồng khung   Các tín hiệu âm lấy mẫu với vận tốc 8000 mẫu/sec mã hóa với bit Như vậy, khung liệu chứa : 24 kênh x bit/kênh = 192 bit Cuối khung, người ta thêm vào bit dùng cho đồng khung (framing bit) khung chứa 193 bit, mẫu chuỗi bit đồng khung tùy thuộc đường truyền Ghép kênh phân chia theo mã  Khái niệm   Mỗi “người dùng” hay tín hiệu gán từ mã không gian mã trực giao cho trước, sau kênh tín hiệu ghép lại truyền Đặc điểm   Mỗi kênh tín hiệu sử dụng toàn băng thông hệ thống toàn khung thời gian truyền dẫn Bộ ghép giải ghép phức tạp Sơ đồ phát CDMA Sơ đồ thu CDMA So sánh kỹ thuật ghép kênh Kỹ thuật ghép kênh Ưu điểm Nhược điểm -Đơn FDM giản -Chỉ phù hợp với -Giá thành thấp TH tương tự -Ứng dụng: radio, (cable)TV -Chịu giới hạn -Các thu kênh không thiết băng thông phải vị trí (cellular phones) -Ứng TDM đồng dụng cho TH số -Đơn giản -Ứng dụng: E1/T1, ISDN - Lãng phí băng thông -Sử TDM thống kê DWDM CDMA dụng hiệu băng thông -Độ dài gói liệu thay đổi -Khung liệu có bit phụ: điều khiển, sửa lỗi,… - Phức tạp so với TDM đồng -Đạt dung lượng ghép kênh lớn -Các kênh TH có tốc độ khác -Đắt -Đạt - Phức tạp dung lượng lớn đỏ -Phức tạp [...]... không thể nhận dữ liệu, các kênh khác vẫn tiếp tục Kiểm soát lỗi (error control)  Lỗi được phát hiện và xử lý bởi từng kênh riêng biệt Kiểm soát dòng dữ liệu Kỹ thuật xuất dữ liệu ra đường truyền   Kỹ thuật xen ký tự (word interleaving) Kỹ thuât xen bít (bit interleaving) Kỹ thuật xen ký tự Kỹ thuât xen bít Đồng bộ khung   Là công việc cần thiết để máy thu nhận dạng và phân bố dữ liệu Hệ thống Telco... khung thời gian truyền dẫn Bộ ghép và giải ghép phức tạp Sơ đồ bộ phát CDMA Sơ đồ bộ thu CDMA So sánh các kỹ thuật ghép kênh Kỹ thuật ghép kênh Ưu điểm Nhược điểm -Đơn FDM giản -Chỉ phù hợp với -Giá thành thấp TH tương tự -Ứng dụng: radio, (cable)TV -Chịu giới hạn về -Các bộ thu của từng kênh không nhất thiết băng thông phải ở cùng vị trí (cellular phones) -Ứng TDM đồng bộ dụng cho TH số -Đơn giản -Ứng... sáng kết hợp với nhau để lan truyền trên cùng một đường cáp quang Phân kênh tại đích đến Ghép kênh theo thời gian (TDM) Ghép kênh theo thời gian (TDM) Thời gian truyền dẫn được chia thành các khe thời gian đều nhau, mỗi “người dùng” hay tín hiệu được gán một khe thời gian để truyền đi  TDM tín hiệu số và TDM tín hiệu tương tự  Tối ưu cho tín hiệu số  TDM cho phép mỗi kênh truyền được sử dụng toàn bộ... Nhiều chùm ánh sáng với tần số (bước sóng –màu sắc) khác nhau Mỗi tần số truyền các kênh dữ liệu khác nhau Được dùng để truyền dữ liệu trong cáp quang   Hệ thống thương mại hiện tại có 160 kênh, mỗi kênh 10 Gbps Hệ thống trong phòng thí nghiệm đạt 256 kênh, mỗi kênh 39.8 Gbps Hoạt động của WDM     Cùng kiến trúc tổng quát như FDM Nguồn sáng tạo ra các chùm laser với tần số khác nhau Nhiều chùm sáng... thể khác nhau TDM thống kê    Để phân biệt dữ liệu từ các kênh khác nhau, cần thêm các byte địa chỉ Nếu dữ liệu đến từ các kênh có độ lớn khác nhau, cần thêm các byte xác định độ lớn dữ liệu Cấu trúc khung hoàn chỉnh của tín hiệu TDM thống kê TDM thống kê Điều khiển đường truyền TDM  Kiểm soát dòng dữ liệu (flow control)    Tốc độ dữ liệu của đường truyền phân/hợp được cố định và các bộ phân/hợp... bộ TDM đồng bộ    Thực hiện khi dung lượng đường truyền vượt nhiều lần vận tốc bit của tín hiệu cần truyền Có thể thục hiện phân chia theo từng bit, từng ký tự hoặc từng nhóm ký tự Các khe thời gian dành cho các nguồn dữ liệu được giữ cố định TDM đồng bộ TDM thống kê   Truyền dẫn chỉ những kênh có dữ liệu, tại thời điểm kênh nào không có dữ liệu thì khe thời gian đó sẽ được dùng cho kênh khác.. .Ghép kênh FDM theo chuẩn AT &T và ITU –T  5 Group hợp thành một supper group (SG) có băng thông 240KHz trong dải tần 420kHz and 612 kHz Ghép kênh FDM theo chuẩn AT &T và ITU –T  10 SG hợp thành một Master Group (MG) để ghép được 600 kênh Ghép kênh FDM theo chuẩn AT &T và ITU –T   Một kênh truyền viba có thể đa hợp 3 MG Như vậy một tín hiệu gốc có thể được điều chế nhiều lần Ghép kênh... khung dữ liệu chứa : 24 kênh x 8 bit/kênh = 192 bit Cuối mỗi khung, người ta thêm vào 1 bit dùng cho đồng bộ khung (framing bit) do đó mỗi khung chứa 193 bit, mẫu của chuỗi bit đồng bộ khung tùy thuộc đường truyền Ghép kênh phân chia theo mã  Khái niệm   Mỗi “người dùng” hay tín hiệu được gán một từ mã trong không gian mã trực giao cho trước, sau đó các kênh tín hiệu được ghép lại và truyền đi... bộ dụng cho TH số -Đơn giản -Ứng dụng: E1/T1, ISDN - Lãng phí băng thông -Sử TDM thống kê DWDM CDMA dụng hiệu quả băng thông -Độ dài gói dữ liệu có thể thay đổi -Khung dữ liệu có các bit phụ: điều khiển, sửa lỗi,… - Phức tạp hơn so với TDM đồng bộ -Đạt dung lượng ghép kênh rất lớn -Các kênh TH có thể có tốc độ khác nhau -Đắt -Đạt - Phức tạp dung lượng lớn đỏ -Phức tạp