Tìm hiểu đề tài: Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số (FDM)

Tìm hiểu đề tài: Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số (FDM)

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN I ---------- BÀI TIỂU LUẬN MÔN: TỔNG QUAN VIỄN THÔNG Đề tài: Tìm hiểu về kỹ thuật ghép kênh FDM Giảng viên : Lê Thanh Thủy Nhóm thực hiện : Nhóm 4 Lớp : D11CN7 Hà Nội, tháng 11 năm 2013 Thành viên nhóm 1. Vũ Mạnh Hùng 2. Nguyễn Thị Thu Hương 3. Nguyễn Khánh Huyền 4. Nguyễn Đăng Khiêm 5. Nguyễn Ngọc Kiên 6. Trần Kiên Tổng quan viễn thông Kỹ thuật ghép kênh FDM Nhóm 4 D11CN7 Phụ Lục I. Giới thiệu sơ bộ về ghép kênh FDM 1. Khái niệm ghép kênh 2. Khái niệm ghép kênh FDM II. Sơ đồ khối, nguyên lý hoạt động. 1. Sơ đồ khối 2. Nguyên lý hoạt động III. Phân cấp hệ thống điện thoại FDM điển hình. IV. Ưu, nhược điểm, ứng dụng của phương pháp ghép kênh FDM. 1. Ưu điểm và ứng dụng nổi bật 2. Nhược điểm I.Giới thiệu sơ bộ về ghép kênh FDM. Kỹ thuật ghép kênh FDM 2 Tổng quan viễn thông Kỹ thuật ghép kênh FDM Nhóm 4 D11CN7 • Tín hiệu số có một đặc điểm cơ bản là các xung tín hiệu có thời gian tồn tại hữu hạn. Thời gian tồn tại của từng phần tử chỉ phụ thuộc vào độ rộng xung. • Khi độ rộng xung của tín hiệu khá nhỏ hơn độ dài khung tín hiệu, có thể chia khung tín hiệu thành một số khe thời gian và ghép một số xung tín hiệu từ một số nguồn tin số vào cùng một khung tín hiệu. 1. Khái niệm ghép kênh. • Ghép kênh là sự truyền dẫn thông tin từ nhiều nguồn đến nhiều đích thông qua cùng một môi trường truyền • Môi trường truyền: Dây kim loại , cáo xoắn,hệ thống cao tần vi sóng mặt đất, hệ thống vi sóng vệ tinh, cáp quang. • 4 phương pháp thông dụng: - Ghép kênh phân chia theo thời gian: Time-divison- multiplexing (TDM). - Ghép kênh phân chia theo tần số : Frequency-divison- multiplexing (FDM). - Ghép kênh phân chia theo mã : Code-division- multiplexing(CDM). - Ghép kênh phân chia theo bước sóng: Wavelength- division- multiplexing(WDM). 2. Khái niệm ghép kênh FDM. Ghép kênh phân chia theo tần số là phương pháp phân chia nhiều kênh thông tin trên trục tần số. Sắp xếp chúng trong những băng tần riêng biệt liên tiếp nhau. Trong FDM, tín hiệu được sinh ra mỗi khi thiết bị gửi điều chế các tần số mang khác nhau. Các tín hiệu đã điều chế sau đó được kết hợp thành một tín hiệu đơn có thể truyền đi qua một link. Các tần số mang được phân chia theo băng thông sao cho phù hợp với tín hiệu đã điều chế. Băng thông được chia thành các kênh theo phạm vi (range) để qua đó các tín hiệu khác nhau có thể đi qua. Các kênh phải được phân tách bởi các dải băng thông không bao giờ được sử dụng (gọi là dải bảo vệ - guard band) để ngăn cản sự chồng lấp giữa các tín hiệu. Kỹ thuật ghép kênh FDM 3 Tổng quan viễn thông Kỹ thuật ghép kênh FDM Nhóm 4 D11CN7 Ghép kênh theo tần số. II.Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động. 1. Sơ đồ khối. Kỹ thuật ghép kênh FDM 4 Tổng quan viễn thông Kỹ thuật ghép kênh FDM Nhóm 4 D11CN7 Sơ đồ khối ghép kênh theo tần số FDM. 2. Nguyên lý hoạt động. Kỹ thuật ghép kênh FDM 5 Tổng quan viễn thông Kỹ thuật ghép kênh FDM Nhóm 4 D11CN7 Bộ phát, trước tiên N tín hiệu khác nhau được điều chế với N tín hiệu mang sóng phụ, có tần số khác nhau rồi cộng tất cả các sóng mang phụ đã điều chế lại tạo thành tín hiệu tổ hợp băng cơ sở. Băng bên trên (F+f), băng dưới (F- f) Sau đó cho qua các bộ lọc, lọc lấy một băng (hoặc là băng trên hoặc là băng dưới) và đưa lên đường dây và truyền dẫn đến đối phương. Có thể sau đó tín hiệu tổng hợp này được điều chế với một sóng mang chính, hình thành tín hiệu FDM để truyền qua kênh băng rộng.Kiểu điều chế dùng trong điều chế sóng mang phụ và điều chế sóng mang chính có thể khác nhau. Tất cả các kiểu điều chế có thể dùng được, ví dụ như AM, DSB, SSB, PM, FM… Kỹ thuật ghép kênh FDM 6 Tổng quan viễn thông Kỹ thuật ghép kênh FDM Nhóm 4 D11CN7 Hình trên là phổ tín hiệu tổng hợp băng cơ sở.Bao gồm tất cả các tín hiệu điều chế không bị chồng phổ, nếu không thì xuyên âm giữa các tín hiệu sẽ xuất hiện tại đầu ra của bộ thu. Kỹ thuật ghép kênh FDM 7 Tổng quan viễn thông Kỹ thuật ghép kênh FDM Nhóm 4 D11CN7 Bên thu, tín hiệu FDM trước hết được giải điều chế tạo lại tín hiệu tổng hợp băng cơ sở, sau đó qua các bộ lọc để phân chia các sóng mang phụ ra(dải tần từ 2- 8 Ghz). Cuối cùng, các sóng mang phụ được giải điều chế để tạo lại các tín hiệu ban đầu. III. Phân cấp hệ thống điện thoại FDM điển hình. Trong hệ thống của AT& T, một kênh thông tin bao gồm 12 kênh âm thanh (VB), mỗi kênh (gồm tín hiệu tiếng nói hoặc dữ liệu từ một modem) sẽ điều chế một tần số sóng mang khác nhau và người ta chọn băng cạnh thấp (LSB) để phát đi. Do mỗi kênh âm thanh chiếm khoảng tần số từ 300 đến 3000 Hz nên người ta chọn băng thông 4 kHz cho mỗi kênh truyền như vậy, 1.3 kHz được xem như khoảng cách an toàn (hình dưới). Kỹ thuật ghép kênh FDM 8 Tổng quan viễn thông Kỹ thuật ghép kênh FDM Nhóm 4 D11CN7 Phân cấp FDM theo AT&T được chia làm 3 nhóm: • Basic Group _Nhóm cơ sở. • Super Group_Siêu nhóm. • Master Group _Nhóm chủ.  Ở đây, 12 tín hiệu thoại tương tự (12 kênh thoại ) được ghép kênh phân tần số sử dụng kiểu điều chế SSB, tạo thành FDM nhóm cơ bản (Basic group ). Băng thông của tín hiệu FDM nhóm cơ bản là 48 kHz, chiếm dải tần số từ 60 – 108kHz. Kỹ thuật ghép kênh FDM 9 Tổng quan viễn thông Kỹ thuật ghép kênh FDM Nhóm 4 D11CN7 Kỹ thuật ghép kênh FDM 10