BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ Giảng viên: Ngô Thu Trang E-mail: ntttrang@ptit.edu.vn Bộ môn: Thông tin quang - Khoa VT1 Học kỳ: I/ 2009-2010 BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GIỚI THIỆU MÔN HỌC  Thời lượng môn học:  4ĐVHT (48LT + 2KT + 10TH)  Mã học phần: 411GKS360  Mục tiêu:  Nắm kiến thức tín hiệu; cách thức tín hiệu số ghép kênh truyền mạng; giải pháp bảo vệ mạng để trì kết nối  Nội dung:  Chương 1: Một số khái niệm truyền dẫn tín hiệu  Chương 2: Ghép kênh PCM, PDH SDH  Chương 3: Các giải pháp trì mạng  Chương 4: Các phương thức truyền tải số liệu www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GIỚI THIỆU MÔN HỌC  Tài liệu tham khảo:  Cao Phán, Cao Hồng Sơn, Ghép kênh PDH SDH, Bài giảng HVCNBCVT  Bùi Trung Hiếu, Hệ thống truyền dẫn đồng số SDH, NXB Bưu điện, 2001  P Tomsu, C Schmutzer, Next Generation Optical Networks, Prentice Hall, 2002  Stefano Begni, Synchronization of Digital Telecommunications Network, John Wiley&Sons, 2002  EURESCOM Project P918, Integration of IP over Optical Networks: Networking and Management, Deliverable 1, 2, 3, 2000  ITU-T Recommendation G.7041/Y.1303, Generic Framing Procedure, 2002  ITU-T Recommendation G.707/Y.1322, Network Node Interface for SDH, 2002 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GIỚI THIỆU MÔN HỌC  Tài liệu tham khảo:  ITU-T Recommendation G.7042/Y.1305, Link Capacity Adjustment Scheme (LCAS) for Virtual Concatenated Signals, 2001  ITU-T Recommendation X.85/Y.1321, IP over SDH using LAPS, 2000  ITU-T Recommendation X.86, Ethernet over LAPS, 2001  Đánh giá:     Chuyên cần: 10% Kiểm tra: 10% Thực hành: 20% Thi kết thúc: 60% www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CHƯƠNG MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU SỐ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ NHẬP MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ  Khái niệm ghép kênh (Multiplexing)  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 tiêu ghép kênh:  Tăng hiệu suất sử dụng môi trường truyền dẫn  tăng dung lượng truyền dẫn hệ thống www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ NHẬP MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ Các kỹ thuật ghép kênh:  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 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ (1)  Khái niệm:  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  Thiết bị  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 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ (2)  FDM thích hợp cho tín hiệu tương tự  chịu nhiễu lớn  Các hệ thống ứng dụng FDM: phát truyền hình, truyền hình cáp, hệ thống điện thoại di động,… Bộ lọc thấp Bộ điều chế Bộ lọc băng Bộ lọc băng Bộ giải điều chế f1 f1 Bộ lọc thấp Bộ điều chế Bộ lọc băng Bộ lọc băng Bộ giải điều chế www.ptit.edu.vn Bộ lọc thấp f2 f2 Bộ lọc thấp Bộ lọc thấp Bộ điều chế fN Bộ lọc băng Bộ lọc băng Bộ giải điều chế GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Bộ lọc thấp fN Trang BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO BƯỚC SÓNG (1)  Khái niệm:  FDM miền quang  Ghép bước sóng khác truyền sợi quang  Tần số sóng mang lớn so với tần số FDM thông thường  Phân loại:  CWDM  DWDM www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 10 BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO BƯỚC SÓNG (2)  Bước sóng hoạt động  Sơ đồ khối hệ thống WDM www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 11 BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (1)  Khái niệm:  Thời gian truyền dẫn chia thành khe thời gian nhau, “người dùng” hay tín hiệu gán khe thời gian để truyền  TDM tín hiệu số TDM tín hiệu tương tự  Đặc điểm  Tối ưu cho tín hiệu số  TDM cho phép kênh truyền sử dụng toàn băng thông hệ thống  Phân loại  TDM đồng  TDM thống kê www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 12 BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (2)  TDM đồng  Kỹ thuật TDM đời  Đặc điểm • Kiểu ghép: “round robin” • Đồng mặt thời gian: không cần bit phụ • Các kênh TH đầu vào có tốc độ • Các kênh TH không tốc độ: sử dụng đệm ghép đọc nhiều lần liên tiếp kênh TH tốc độ cao • Tại thời điểm: kênh TH liệu: dành khe thời gian  Ứng dụng: Tín hiệu thoại T1, ISDN,… www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 13 BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (4)  TDM thống kê  Đặc điểm • 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  Bộ ghép kênh • Tạo cấu trúc khung phù hợp để tách tín hiệu phía thu www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 14 BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (5)  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 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 15 BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (6) Sơ đồ khối TDM tín hiệu số Bộ lọc thấp Bộ lọc thấp Bộ lọc thấp Báo hiệu Các bit báo hiệu  Bộ lọc thấp Bộ lọc thấp Tín hiệu analog www.ptit.edu.vn Bộ mã hoá Tạo khung Tạo xung ĐB Từ mã đồng khung Môi trường truyền dẫn Bộ lọc thấp Tái tạo khung Tách xung Đ hồ Bộ giải mã  Bộ lọc thấp Bộ lọc thấp Bộ tạo xung Bộ chuyển mạch GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Bộ phân phối Tín hiệu analog Trang 16 BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (7) Sơ đồ khối hệ thống TDM tín hiệu tương tự Tín hiệu analog www.ptit.edu.vn Bộ lọc thông thấp Bộ lọc thông thấp Bộ chuyển mạch Bộ lọc thông thấp Bộ lọc thông thấp Bộ phân phối Môi trường truyền dẫn  Phát xung ĐB Tín hiệu Bộ lọc analog thông thấp  Bộ lọc thông thấp Bộ lọc thông thấp Thu xung ĐB GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Bộ lọc thông thấp Trang 17 BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO MÃ (1) 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 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 18 BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO MÃ (2) Sơ đồ phát CDMA www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 19 BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO MÃ (3) Sơ đồ thu CDMA www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 20