chuong1 Tổng quan về hệ thống vi ba số

1 Chơng Tổng quan hệ thống vi ba số Giới thiệu chơng Chơng trình bày tổng quan vấn đề sau: + Khái niệm đặc điểm chung hệ thống vi ba số + Phân loại hệ thống Vi ba số + Các u, nhợc điểm hệ thống Vi ba số + Các mạng Vi ba số điểm-điểm điểm-nhiều điểm + Điều chế giải điều chế + Phơng pháp giảm độ rộng băng tần truyền hệ thống Vi ba số + Các mã truyền dẫn phổ biến hệ thống 1.1 đặc điểm Thông tin vi ba số phơng tiện thông tin phổ biến (bên cạnh thông tin vệ tin thông tin quang) Hệ thống vi ba số sử dụng sóng vô tuyến biến đổi đặc tính sóng mang vô tuyến biến đổi gián đoạn truyền không trung Sóng mang vô tuyến đợc truyền có tính định hớng cao nhờ anten định hớng Hệ thống Vi ba số hệ thống thông tin vô tuyến số đợc sử dụng đờng truyền dẫn số phần tử khác mạng vô tuyến Hệ thống Vi ba số đợc sử dụng làm: + Các đờng trung kế số nối tổng đài số + Các đờng truyền dẫn nối tổng đài đến tổng đài vệ tinh + Các đờng truyền dẫn nối thuê bao với tổng đài tổng đài vệ tinh + Các tập trung thuê bao vô tuyến + Các đờng truyền dẫn hệ thống thông tin di động để kết nối máy di động với mạng viễn thông Các hệ thống truyền dẫn Vi ba số phần tử quan trọng mạng viễn thông, tầm quan trọng ngày đợc khẳng định công nghệ thông tin vô tuyến nh thông tin di động đợc đa vào sử dụng rộng rãi mạng viễn thông 1.2 Mô hình hệ thống vi ba số FDM Codec Thoại Tương tự ADC Bộ Ghép số Máy Phát Nguồn số Đường truyền FDM Codec Thoại Tương tự DAC Bộ Tách số MáyThu Nguồn số Hình 1.1 Mô hình hệ thống vi ba số tiêu biểu Một hệ thống vi ba số bao gồm loạt khối xử lý tín hiệu Các khối đợc phân loại theo mục sau đây: + Biến đổi tín hiệu tơng tự thành tín hiệu số + Tập hợp tín hiệu số từ nguồn khác thành tín hiệu băng tần gốc + Xử lý tín hiệu băng gốc để truyền kênh thông tin + Truyền tín hiệu băng gốc kênh thông tin + Thu tín hiệu băng gốc từ kênh thông tin + Xử lý tín hiệu băng gốc thu đợc để phân thành nguồn khác tơng ứng + Biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu tơng tự tơng ứng - Biến đổi ADC DAC đợc thực phơng pháp sau đây: Điều giải điều xung mã (PCM); xung mã Logarit (Log(PCM)); xung mã vi sai (DPCM); xung mã vi sai tự thích nghi (ADPCM); Điều giải điều delta (DM); Delta tự thích nghi (ADM) - Tập hợp tín hiệu số từ nguồn khác thành tín hiệu băng gốc phân chia tín hiệu số từ tín hiệu băng gốc đợc thực nhờ trình ghép-tách Có hai hệ thống ghép-tách chủ yếu: theo thời gian TDM theo tần số FDM Trong FDM có tập hợp nhóm, siêu nhóm, chủ nhóm 16 siêu nhóm FDM kênh âm tần thờng cần thiết giao tiếp với hệ thống truyền dẫn số (nhờ Codec) - Việc xử lý tín hiệu băng gốc thành dạng sóng vô tuyến thích hợp để truyền kênh thông tin phụ thuộc vào môi trờng truyền dẫn môi trờng truyền dẫn có đặc tính hạn chế riêng Việc xác định sơ đồ điều chế giải điều chế thích hợp yêu cầu độ nhạy thiết bị tơng ứng với tỉ lệ lỗi bit BER cho trớc tốc độ truyền dẫn định, phụ thuộc vào độ phức tạp nh giá thành thiết bị Giao tiếp nhánh Xử lý Điều chế băng tần gốc Chuyển đổi tần số Dao động nội 1.3 Phân loại ghép kênh Xử lý số Giải điều chế Chuyển đổi tần số Dao động nội Bộ lọc nhánh LO Tách Kênh nghiệp vụ Khuếch đại công suất LO Khuếch đại âm thấp Xử lý tương tự Hình 1.2 Sơ đồ khối thiết bị thu phát vi ba số Phụ thuộc vào tốc độ bít tín hiệu PCM cần truyền, thiết bị vô tuyến phải đợc thiết kế, cấu tạo phù hợp để có khả truyền dẫn tín hiệu Có thể phân loại nh sau: + Vi ba số băng hẹp (tốc độ thấp): đợc dùng để truyền tín hiệu có tốc độ 2Mbit/s, Mbit/s Mbit/s, tơng ứng với dung lợng kênh thoại 30 kênh, 60 kênh 120 kênh Tần số sóng vô tuyến (0,4 - 1,5)GHz + Vi ba số băng trung bình (tốc độ trung bình): đợc dùng để truyền tín hiệu có tốc độ từ (8-34) Mbit/s, tơng ứng với dung lợng kênh thoại 120 đến 480 kênh Tần số sóng vô tuyến (2 - 6)GHz + Vi ba số băng rộng (tốc độ cao): đợc dùng để truyền tín hiệu có tốc độ từ (34140) Mbit/s, tơng ứng với dung lợng kênh thoại 480 đến 1920 kênh Tần số sóng vô tuyến 4, 6, 8, 12GHz 4 1.4 Một số u điểm hệ thống vi ba số Nhờ phơng thức mã hoá ghép kênh theo thời gian dùng vi mạch tích hợp cỡ lớn nên thông tin xuất phát từ nguồn khác nh điện thoại, máy tính, facsimile, telex,video đợc tổng hợp thành luồng bit số liệu tốc độ cao để truyền sóng mang vô tuyến Nhờ sử dụng lặp tái sinh luồng số liệu nên tránh đợc nhiễu tích luỹ hệ thống số Việc tái sinh đợc tiến hành tốc độ bit cao băng tần gốc mà không cần đa xuống tốc độ bit ban đầu Nhờ có tính chống nhiễu tốt, hệ thống vi ba số hoạt động tốt với tỉ số sóng mang / nhiễu (C/N)>15dB Trong hệ thống vi ba tơng tự yêu cầu (C/N) lớn nhiều (>30dB, theo khuyến nghị CCIR) Điều cho phép sử dụng lại tần số phơng pháp phân cực trực giao, tăng phổ hiệu dụng dung lợng kênh Cùng dung lợng truyền dẫn, công suất phát cần thiết nhỏ so với hệ thống tơng tự làm giảm chi phí thiết bị, tăng độ tin cậy, tiết kiệm nguồn Ngoài ra, công suất phát nhỏ gây nhiễu cho hệ thống khác 1.5 Một số khuyết điểm hệ thống vi ba số Khi áp dụng hệ thống truyền dẫn số, phổ tần tín hiệu thoại rộng so với hệ thống tơng tự Khi thông số đờng truyền dẫn nh trị số BER, S/N thay đổi không đạt giá trị cho phép thông tin gián đoạn, khác với hệ thống tơng tự thông tin tồn chất lợng Hệ thống dễ bị ảnh hởng méo phi tuyến đặc tính bão hoà, linh kiện bán dẫn gây nên, đặc tính không xảy cho hệ thống tơng tự FM Các vấn đề đợc khắc phục nhờ áp dụng tiến kỹ thuật nh điều chế số nhiều mức, dùng thiết bị dự phòng (1+n) sử dụng mạch bảo vệ 1.6 Các mạng vi ba số Thờng mạng vi ba số đợc nối với trạm chuyển mạch nh phận mạng trung kế quốc gia trung kế riêng, nối tuyến nhánh xuất phát từ trung tâm thu thập thông tin khác đến trạm (ứng dụng trung tâm chuyển mạch tổ chức mạng Internet) 1.6.1 Vi ba số điểm nối điểm Mạng vi ba số điểm nối điểm đợc sử dụng phổ biến Trong mạng đờng dài thờng dùng cáp sợi quang mạng quy mô nhỏ nh từ tỉnh đến huyện ngành kinh tế khác ngời ta thờng sử dụng cấu hình vi ba số điểm-điểm dung lợng trung bình cao nhằm thoả mãn nhu cầu thông tin đặc biệt dịch vụ truyền số liệu Ngoài ra, số trờng hợp vi ba dung lợng thấp giải pháp hấp dẫn để cung cấp trung kế cho mạng nội hạt, mạng thông tin di động RX/TX RX/TX MUX/ DEMUX MUX/ DEMUX Hình 1.3 Mô hình hệ thống vi ba số điểm nối điểm tiêu biểu 1.6.2 Vi ba số điểm nối đến nhiều điểm Mạng vi ba số ngày trở thành phổ biến, bao gồm trạm trung tâm phát thông tin an ten đẳng hớng phục vụ cho số trạm ngoại vi bao quanh Nếu trạm ngoại vi nằm phạm vi (bán kính) truyền dẫn cho phép không cần dùng trạm lặp, khoảng cách xa sử dụng trạm lặp để đa tín hiệu đến trạm ngoại vi Từ đây, thông tin đợc truyễn đến thuê bao Thiết bị vi ba trạm ngoại vi đặt trời, cột.v.v trạm ngoại vi đợc lắp đặt thiết bị cho nhiều trung kế Khi mật độ cao bổ sung thêm thiết bị; đợc thiết kế để hoạt động băng tần 1,5GHz -1,8GHz 2,4GHz sử dụng sóng mang cho hệ thống hoàn chỉnh Hiện hệ thống điểm nối đến đa điểm 19GHz đợc chế tạo lắp đặt Châu Âu để cung cấp dịch vụ số liệu (Kbit/s) Internet mạng nội hạt khoảng cách 10Km Trạm trung tâm phát tốc độ bit khoảng 8,2Mb/s trạm sử dụng kỹ thuật TDMA 6 Súng vi ba Súng vi ba Súng vi ba Trạm ngoại vi RX/TX RX/TX MUX/ DEMUX MUX/ DEMUX Trạm trung tâm Trạm ngoại vi MW TX/RX RX/TX Trạm ngoại vi MUX/ DEMUX Trung kế Nội hạt Hình 1.3 Mô hình hệ thống vi ba số điểm nối điểm tiêu biểu 1.7 Điều chế giảI Điều chế số 1.7.1 Điều chế số Điều chế số phơng thức điều chế tín hiệu số mà hay nhiều thông số sóng mang đợc thay đổi theo sóng điều chế Hay nói cách khác, trình gắn tin tức (sóng điều chế) vào dao động cao tần (sóng mang) nhờ biến đổi hay nhiều thông số dao động cao tần theo tin tức Thông qua trình điều chế số, tin tức vùng tần số thấp đợc chuyển lên vùng tần số cao để truyền xa Máy phát Máy thu Bộ điều chế Bộ giải điều chế Tín hiệu băng tần gốc Sóng mang Tín hiệu băng tần vô tuyến Tín hiệu băng tần gốc Hình 1.4 Sơ đồ mô tả trình điều chế giải điều chế số Giả sử có sóng mang hình sin nh sau: f (t ) = A cos( t + ) (1.1) Trong đó: + A : biên độ sóng mang + o = 2fo : tần số góc sóng mang + fo : tần số sóng mang + (t) : pha sóng mang Tuỳ theo tham số đợc sử dụng để mang tin: biên độ A, tần số fo, pha (t) hay tổ hợp chúng mà ta có kiểu điều chế khác nhau: +Điều chế khóa dịch biên độ ASK (Amplitude Shift Keying): Sóng điều biên đợc tạo cách thay đổi biên độ sóng mang theo biên độ tín hiệu băng gốc +Điều chế khóa dịch tần số FSK (Frequency Shift Keying): Sóng điều tần đợc tạo cách thay đổi tần số sóng mang theo biên độ tín hiệu băng gốc +Điều chế khóa dịch pha PSK (Phase Shift Keying): : Sóng điều pha đợc tạo cách thay đổi pha sóng mang theo biên độ tín hiệu băng gốc +Điều chế biên độ pha kết hợp hay điều chế cầu phơng QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 1.7.2 Giải điều chế số Giải điều chế trình ngợc lại với trình điều chế, trình thu đợc có tham số: biên độ, tần số, pha tín hiệu sóng mang đợc biến đổi theo tín hiệu điều chế tuỳ theo phơng thức điều chế mà ta có phơng thức giải điều chế thích hợp để lấy lại thông tin cần thiết 1.7.3 Các phơng thức điều chế giải điều chế Hiện hầu hết thiết bị vi ba số sử dụng phơng pháp điều chế pha (PSK) điều chế cầu phơng (QAM), chơng tập trung trình bày hai loại điều chế liên quan đến PSK QAM 1.7.3.1 Phơng thức điều chế PSK Cơ sở toán học PSK phơng thức điều chế mà pha tín hiệu sóng mang cao tần biến đổi theo tín hiệu băng tần gốc Giả sử tín hiệu sóng mang đợc biểu diễn: f (t ) = cos( t + ) Biểu thức tín hiệu băng gốc: s(t) tín hiệu dạng nhị phân (0,1) dãy NRZ (Non-Return Zero) Khi đó, tín hiệu điều pha PSK có dạng: P(t ) = cos{ t + + [ s (t ). ] / 2} (1.2) Trong đó: = 2/n sai pha pha lân cận tín hiệu Biễu diễn tín hiệu theo kiểu cầu phơng: P (t ) = cos{ t + + [ s (t ). ] / 2} = cos{[ s (t ). ] / 2} cos( t + ) sin{[ s (t ). ] / 2} sin( t + ) a (t ) = cos{[ s (t ). ] / 2} b(t ) = sin{[ s (t ). ] / 2} Đặt P (t ) = a (t ) cos( t + ) + b(t ) sin( t + ) (1.3) Vậy, tín hiệu điều pha tổng hai tín hiệu điều biên vuông góc 1.7.3.1.1 Điều chế pha mức 2-PSK Từ biểu thức (1.2), với n = 2, = ta có kiểu điều chế 2-PSK hay gọi PSK nhị phân BPSK Tín hiệu 2-PSK có dạng: P (t ) = cos{ t + + s(t ) } Sóng mang (1.4) t -1 Xung vào t -1 Dạng sóng điều chế t -1 Hình 1.5 Tín hiệu 2PSK Điều chế Tín hiệu băng gốc s(t) xung NRZ lỡng cực sơ đồ điều chế sử dụng hai pha lệch 180o đợc gọi PSK nhị phân (BPSK) +Với bit 1: P1 (t ) = cos{ t + + } +Với bit -1: P (t ) = cos{ t + } Nh vậy, biên độ của tín hiệu BPSK không đổi trình truyền dẫn, nhng bị chuyển đổi trạng thái sinot -1 cosot Hình 1.6 Biểu đồ vector BPSK, Giải điều chế Tín hiệu 2-PSK đợc tổng hợp với sóng mang chuẩn thông qua lọc thông thấp để loại bỏ thành phần hài bậc cao cho ta thu đợc tín hiệu ban đầu BPSK LPF s(t) Sóng mang chuẩn Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý giải điều chế tín hiệu 2-PSK Pha tín hiệu sóng mang chuẩn với pha tín hiệu thu nhận đợc, nên tín hiệu thu là: P(t ) = cos( t tín hiệu chuẩn là: )= 2 s(t ) sin t với s(t) = (1.5) sin t tín hiệu giải điều chế là: s(t) 1.7.3.1.2 Điều chế pha trạng thái 4-PSK Từ biểu thức (1.2), với n = 4, = /2 ta có kiểu điều chế 4-PSK hay PSK cầu phơng (QPSK) Tín hiệu 4-PSK có dạng: P (t ) = cos{ t + + s(t ) } (1.6) 10 Tín hiệu băng gốc s(t) xung NRZ lỡng cực nhận giá trị Điều chế Sơ đồ nguyên lý điều chế 4-PSK sử dụng pha lệch 90 o, đợc gọi 4-PSK hay PSK cầu phơng (QPSK) b(t) = Bộ quay pha 90o s(t) P(t) SPC a(t) = Sóng mang chuẩn f0(t) = cos0t Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý điều chế tín hiệu QPSK Tín hiệu băng gốc đợc đa vào biến đổi nối tiếp thành song song, đầu đợc hai luồng số liệu có tốc độ bit giảm nửa, đồng thời biến đổi tín hiệu đơn cực thành tín hiệu Hai sóng mang đa tới hai trộn làm lệch pha 90 o Tổng hợp tín hiệu đầu trộn ta đợc tín hiệu 4-PSK Tín hiệu trộn: M (t ) = a(t ) cos t M (t ) = b(t ) sin t với a(t) = 1, b(t) = Tín hiệu 4-PSK là: P(t ) = a(t ) cos t + b(t ) sin t (1.7) a(t) t -1 -1-1 1-1 b(t) t -11 -1 P(t) 11 Hình 1.10 Biểu đồ vector điều chế QPSK t -1 Hình 1.9 Tín hiệu 4PSK 11 Giải điều chế LPF P(t) Bộ quay pha 90o Mạch Logic LPF Sóng mang chuẩn f0(t) = cos0t Hình 1.11 Sơ đồ nguyên lý giải điều chế pha 4-PSK cos[ t + Giả sử tín hiệu thu đợc là: P(t ) = + (t )] = a(t ) cos t + b(t ) sin t Với (t) = n/2; n = 0,1,2,3 Và a(t) = 1, b(t) = Hai tín hiệu chuẩn vào trộn: Pref (t ) = cos( t + n ) Pref (t ) = sin( t + n ) Tín hiệu sau qua lọc: PLPF (t ) = cos[ (t ) + a (t ) n ]= = 2 (1.8.a) PLPF (t ) = sin[ (t ) + b(t ) n ]= = 2 (1.8.b) 1.7.3.1.3 Điều chế pha trạng thái 8-PSK Từ biểu thức (1.2), với n = 8, = /4 ta có sóng điều chế 8-PSK Tín hiệu 8-PSK có dạng: P (t ) = cos[ t + + s (t ) ] (1.9) Tín hiệu băng gốc s(t) nhận giá trị Điều chế Bộ điều chế 8-PSK kết hợp tín hiệu điều chế 4-PSK Sóng mang điều chế cos sai pha 45 o Một mã hoá biến đổi tín hiệu đợc tạo từ tín hiệu băng gốc s(t) sau qua SPC thành tín hiệu điều chế 12 Tổng hợp tín hiệu hai điều chế 4-PSK ta đợc tín hiệu 8-PSK A 90o s(t) B Tín hiệu 8-PSK D SPC 90o Codec 45o C Sóng mang chuẩn Hình 1.12 Sơ đồ nguyên lý điều chế tín hiệu 8-PSK Biểu đồ vector điều chế pha trạng thái 8-PSK 011 001 010 110 000 111 100 101 Hình 1.13 Biểu đồ vector 8-PSK Giải điều chế P(t) LPF LPF LPF Mạch Logic LPF 135o 90o 45o Sóng mang chuẩn Pref Hình 1.14 Sơ đồ nguyên lý giải điều chế tín hiệu 8-PSK 13 Giả sử tín hiệu thu đợc là: P(t ) = cos[ t + + (t )] = a(t ) cos t + b(t ) sin t Với (t) = n/2; n = 0,1,2, ,7 Và a(t) = 1, b(t) = Tín hiệu chuẩn vào trộn: Pref (t ) = cos( t + R ) , với: R (t ) = n Tín hiệu đẫ đợc giải điều chế sau qua lọc thông thấp : PLPF (t ) = cos[ (t ) + R ] (1.10.a) PLPF (t ) = cos[ (t ) + R ] (1.10.b) PLPF (t ) = cos[ (t ) + R ] (1.10.c) PLPF (t ) = cos[ (t ) + R] (1.10.d) Sau lọc thông thấp so sánh nhằm xác định tín hiệu nhị phân Các mạch logic tạo tín hiệu nhị phân từ đờng vào xử lý logic thích hợp Nhận xét: +Khi số pha tăng lên tốc độ bit giảm, điều làm giảm băng thông, tiết kiệm đợc đờng truyền dẫn, cho phép truyền đợc nhiều kênh thông tin +Tuy nhiên, số pha tăng lên tổ hợp bit gần hơn, nghĩa tăng khả mắc lỗi hệ thống Do vậy, thông tin số tốc độ cao số trạng thái pha nhiều, để giảm khả mắc lỗi sử dụng phơng pháp điều chế biên độ cầu phơng QAM 1.7.3.2 Điều chế biên độ cầu phơng QAM Điều chế biên độ cầu phơng QAM phơng pháp điều chế kết hợp điều chế biên độ ASK điều chế pha PSK Trong phơng thức điều chế này, ta thực điều chế biên độ nhiều mức sóng mang mà sóng mang đợc dịch pha góc 90o Tín hiệu tổng sóng mang có dạng vừa điều biên vừa điều pha: Q1 (t ) = a (t ) cos[ o t + (t )] Q2 (t ) = b(t ) sin[ o t + (t )] Tín hiệu s(t) tổng thành phần ss(t) sc(t) đợc biểu diễn nh sau: 14 Q(t ) = Q1 (t ) + Q (t ) = a (t ) cos[ o t + (t )] + b(t ) sin[ o t + (t )] (1.11) Nhờ có biên độ thay đổi mà trạng thái pha sóng mang cách xa nhau, khả mắc lỗi giảm, u điểm QAM Điều chế 2/L LPF s(t) Bộ quay pha 90o SPC 2/L Tín hiệu M-QAM LPF Sóng mang Hình 1.15 Sơ đồ nguyên lý điều chế tín hiệu M-QAM Bộ chuyển đổi SPC chuyển đổi tín hiệu điều chế vào thành chuỗi tín hiệu NRZ song song Bộ biến đổi 2/L có chức chuyển đổi chuỗi NRZ thành chuỗi tín hiệu có L = M mức Với L = M = 16, ta có điều chế 16-QAM, với L = M = 64, ta có điều chế 64-QAM Hình 1.16 Biểu đồ không gian tín hiệu 16QAM L2 - QAM Các mức Các mức Hình 1.17 Biểu đồ không gian tín hiệu QAM nhiều trạng thái 15 Giải điều chế Tín hiệu M-QAM vào: Q(t ) = a(t ) cos t + b(t ) sin t Tín hiệu chuẩn: Qref (t ) = cos t Qref (t ) = sin t Sau loại bỏ thành phần hài bậc cao lọc thông thấp ta có: QLPF (t ) = a (t ) QLPF (t ) = b(t ) LPF Q(t) ADC s(t) Bộ quay pha 90o PSC LPF ADC Sóng mang chuẩn Hình 1.18 Sơ đồ nguyên lý giải điều chế M-QAM Biên độ tín hiệu giải điều chế có L = M mức, M số trạng thái tín hiệu Tín hiệu L mức đợc biến đổi biến đổi ADC thành n/2 tín hiệu mức, L = 2n/2 M = L2 Với 16-QAM n = 4, L = với 64-QAM n = 6, L = Từ n tín hiệu này, biến đổi PSC tạo nên tín hiệu giải điều chế 1.8 Giảm độ rộng băng tần truyền phơng pháp điều chế nhiều mức Theo định lý Nyquist: Độ rộng băng tần kênh truyền( B ) (kênh thông r thấp) phải lớn tốc độ ký hiệu chia ( S ) để tợng giao thoa ký hiệu Trong hệ thống PCM, B rS (1.12) rS = f S b (1.13) f S , b : lần lợt tần số lấy mẫu, số bit từ mã Thay (1.23) vào (1.22) ta đợc biểu thức độ rộng băng tần cần thiết kênh truyền để tránh tợng giao thoa ký hiệu nh sau: B rS f b = S 2 (1.14) 16 Giả sử ta sử dụng phơng pháp điều chế pha M trạng thái Lúc tốc độ ký hiệu giảm log M lần Do đó, độ rộng băng tần cần thiết kênh truyền giảm log M lần so với điều chế nhị phân hai mứcnh biểu thức: B fSb log M (1.15) Ví dụ: Mã hoá PCM kênh thoại f S = 8KHz với số bit từ mã: b = 8bit băng tần tối thiểu là: Bmin = rS f b 8.8 = S = = 32KHz Trong đó, phơng pháp 2 truyền dẫn tín hiệu tơng tự yêu cầu băng tần thoại 3,1KHz (0,3-3,4) KHz Suy ra, phơng pháp truyền dẫn tín hiệu số có băng tần xấp xĩ 10 lần so với phơng pháp tơng tự Nếu sử dụng phơng pháp điều chế 16-PSK có M=16 mức băng thông yêu cầu giảm log M = log 16 = lần tơng đơng KHz 1.9 Các mã truyền dẫn Nếu số liệu đợc truyền liên tục, lỗi phát sinh nhận chúng Vì việc phục hồi số liệu khó khăn Do đó, tín hiệu nhị phân từ thiết bị ghép kênh đợc biến đổi thành mã truyền dẫn để giảm lỗi tín hiệu trình truyền Để đạt đợc điều đó, mã truyền dẫn phải thoả mãn yêu cầu sau đây: + Phải phối hợp đặc tính phổ tín hiệu với đặc tính kênh truyền + Đảm bảo dãy bit phải độc lập thống kê với để giảm lợng trợt, giảm phụ thuộc mẫu mẫu lặp gây + Dễ dàng tách đợc xung đồng hồ tái sinh tín hiệu + Đảm bảo độ d cần thiết để giám sát lỗi truyền dẫn phát đợc cố thiết bị + Phải trì độ d thừa thông tin mức thấp đợc để giảm tốc độ bít giảm độ rộng băng tần tín hiệu + Giảm thành phần chiều tín hiệu đến mức + Giảm thành phần tần số thấp để giảm xuyên âm kích thớc phận linh kiện mạch Tín hiệu nhị phân đơn cực có thành phần chiều, có chứa lợng lớn trong phổ tần thấp không thích hợp cho việc truyền 17 dẫn Trong thực tế ngời ta thờng sử dụng mã lỡng cực chẳng hạn nh mã truyền dẫn HDB3 (mã nhị phân mật độ cao có cực đại số liên tiếp), CMI 1.9.1 Các mã đờng truyền Trong hệ thống truyền dẫn thông tin Vi ba thờng sử dụng loại mã HDB3, CMI, ta xem xét loại mã Mã HDBN (High Density Binary with maximum of consecutive Zeros) Mã HDBN mã lỡng cực mật độ cao có cực đại N số 0, loại mã cải tiến mã AMI thực việc thay N+1 số liên tiếp N+1 xung nhịp chứa xung phạm luật V xung phạm luật bit thứ N+1 mã số liên tục Với loại mã HDBN dạng HDB3 thờng đợc sử dụng hệ thống truyền đẫn thông tin vi ba số Mã HDB3 Mã HDB3 mã lỡng cực mật độ cao có cực đại số liên tiếp Quy tắc mã hoá: +Mức logic đợc mã hoá theo mức lỡng cực +Mức logic đợc mã hoá theo trạng thái thông thờng +Đối với dãy số liên tiếp đợc mã hoá theo trờng hợp sau: OOOV BOOV cho số bit B bit V lẻ Giá trị nhị phân 0 0 1 0 0 t Quy luật mã hoá B 0 V B B B 0 V t Tín hiệu HDB3 +V t -V Hình 1.19 Dạng sóng HDB3 Mã thông dụng ITU-T khuyến nghị sử dụng tốc độ bit 2,048Mbps; 8,448Mbps; 34,368Mbps theo tiêu chuẩn châu Âu (khuyến nghị G703) 18 Mã CMI (Code Mark Inversion) Mã CMI mã đảo dấu mã, loại NRZ mức Quy tắc mã hoá: +Mức logic đợc mã hoá thành sóng vuông dơng - âm âm - dơng nhng mức chiếm khoảng thời gian T/2 +Mức logic đợc mã hoá thành sóng vuông dơng - dơng âm - âm nhng mức chiếm khoảng thời gian T theo luật luân phiên Mã CMI đợc ITU-T khuyến nghị sử dụng tốc độ bit 140Mbps theo tiêu chuẩn châu Âu (khuyến nghị G-703) Ngoài ra, nhiều mã khác nh: mã Wal1, mã Wal2, mã Manchester, mã chuỗi, mã 5B6B, nhiên chúng không đợc sử dụng thông dụng Theo khuyến nghị G703 giao tiếp CCITT cho chi tiết trở kháng, loại đôi dây dẫn mức tín hiệu dạng khung, tải khung phân bố nh mã truyền dẫn tốc độ bit khác dùng cho hệ Châu Âu Bảng 1.2 Mã truyền dẫn dùng vi ba số Tốc độ bit (Mb/s) Loại cáp Trở kháng() Mã đờng Dạng xung chuẩn 2.048 S/C 120/75 HDB3 Vuông S: cáp đối xứng C: Cáp đồng trục 8.448 C 75 HDB3 Vuông 34.368 C 75 HDB3 Vuông 139.246 C 75 CMI Vuông