Báo cáo tiểu luận môn kỹ thuật truyền dẫn số

Báo cáo tiểu luận môn kỹ thuật truyền dẫn số bao gồm lý thuyết, bài tập cho anh em thao khảo.Tiểu luận truyền dẫn sốTiểu luận truyền dẫn sốTiểu luận truyền dẫn sốTiểu luận truyền dẫn sốTiểu luận truyền dẫn số

Phần 1: Lý thuyết Câu 1: Trình bày hệ thống phân cấp số cận đồng PDH? Nêu nhược điểm hệ thống phân cấp số cận đồng PDH? Bài làm: Các hệ thống phân cấp số cận đồng PDH Cấp hệ thống PDH sử dụng ghép kênh đồng Hệ thống PDH theo tiêu chuẩn Châu Âu Sơ đồ phân cấp cấp độ: ITU - T ( 30+2 ) Mb/s x4 Mb/s x4 34 Mb/s x4 140 Mb/s x4 565 Mb/s Kênh 64Kb/s 2,048 Mb/s 8,448 Mb/s (E1) (E2) Ghép kênh đồng 34,368 Mb/s 139,264 Mb/s 564,992 Mb/s (E3) (E4) (E5) Ghép kênh cận đồng Nguyên tắc chung: + Bốn luồng cấp thấp ghép thành luồng cấp cao ( bốn luồng cấp thấp ghép theo phương pháp cận đồng để tạo thành luồng cấp cao ) (30 + 2) kênh 64Kb/s có 30 kênh thoại , kênh đồng báo hiệu Cấp ghép cao, hiệu suất sử dụng kênh truyền giảm Từ cấp trở ghép cận đồng Luồng số cấp : E1 hay H1 - (30+2) kênh 64Kb/s, có tốc độ luồng 2,048 Mb/s Luồng số cấp : E2 hay H2 – 4xH1, có tốc độ luồng 8,448 Mb/s Luồng số cấp : E3 hay H3 – 4xH2, có tốc độ luồng 34,368 Mb/s Luồng số cấp : E4 hay H4 – 4xH3, có tốc độ luồng 139,264 Mb/s Luồng số cấp : E5 hay H5 – 4xH4, có tốc độ luồng 564,992 Mb/s Hệ thống PDH theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ Sơ đồ phân cấp cấp độ: ITU - T 24 1,5 Mb/s x4 6,3 Mb/s x7 45 Mb/s xn 45n Mb/s Kênh 64Kb/s 1,544 Mb/s 6,312 Mb/s (DS1) (DS2) Ghép kênh đồng 44,736 Mb/s (DS3) Ghép kênh cận đồng Nguyên tắc chung: + Số luồng cấp thấp luồng cấp cao thay đổi theo cấp ghép 24 kênh 64Kb/s có nghĩa có tối đa 24 kênh thoại trường hợp sử dụng kênh kết hợp Cấp ghép cao, hiệu suất sử dụng kênh truyền giảm Từ cấp trở ghép cận đồng Luồng số cấp : DS1 – 24 kênh 64Kb/s, có tốc độ luồng 1,544 Mb/s Luồng số cấp : DS2 – 4xDS1, có tốc độ luồng 6,312 Mb/s Luồng số cấp : DS3 – 7xDS2, có tốc độ luồng 44,736 Mb/s Luồng số cấp n : DSn – nxDS3, tốc độ nx45 Mb/s Hệ thống PDH theo tiêu chuẩn Nhật Bản Sơ đồ phân cấp cấp độ: ITU - T 24 1,5 Mb/s x4 6,3 Mb/s x5 32 Mb/s x3 100 Mb/s x4 400 Mb/s Kênh 64Kb/s 1,544 6,312 32,064 99,728 Mb/s Mb/s Mb/s Mb/s Mb/s (T1) (T2) (T3) (T4) (T5) Ghép kênh đồng 400,352 Ghép kênh cận đồng Nguyên tắc chung: + Số luồng cấp thấp luồng cấp cao thay đổi theo cấp ghép 24 kênh 64Kb/s có nghĩa có 24 kênh thoại Cấp ghép cao, hiệu suất sử dụng kênh truyền giảm Từ cấp trở ghép cận đồng Luồng số cấp : T1 – 24 kênh 64Kb/s, có tốc độ luồng 1,544Mb/s Luồng số cấp : T2 – 4xT1, có tốc độ luồng 6,312 Mb/s Luồng số cấp : T3 – 5xT2, có tốc độ luồng 32,064 Mb/s Luồng số cấp : T4 – 3xT3, có tốc độ luồng 99,728 Mb/s Luồng số cấp : T5 – 4xT4, có tốc độ luồng 400,352 Mb/s Nhược điểm hệ thống phân cấp số cận đồng PDH là: + Hiệu suất sử dụng đường truyền giảm ( chứa bit mào đầu tốc độ dịng bít tổng cộng sau ghép > tổng tốc độ dịng nhánh) Câu 2: Trình bày phương pháp điều chế giải điều chế QAM? Bài làm: Phương pháp điều chế QAM: - Là phương pháp điều chế biên độ cầu phương ( Quadrature Amplitude Modulation ) - Kết hợp ASK PSK + Tín hiệu thay đổi pha biên độ sóng mang + Là trường hợp mở rộng PSK + Truyền hai tín hiệu sóng mang, có pha khách 90𝑜 - Phương trình tổng quát: s(t) = 𝑑1 (𝑡)𝑐𝑜𝑠(2𝜋𝑓𝑐 𝑡) + 𝑑2 (𝑡)𝑠𝑖𝑛(2𝜋𝑓𝑐 𝑡) Trong đó: 𝑑1 , 𝑑2 liệu cần truyền - Sơ đồ điều chế QAM: + Dữ liệu đầu vào d(t) đưa qua chuyển đổi nối tiếp sang song song nhằm chia thành luồng liệu 𝑑1 (𝑡), 𝑑2 (𝑡) để đưa vào nhánh đồng pha (I) vuông pha (Q) Trộn 𝑑1 (𝑡), 𝑑2 (𝑡) với sóng mang cao tần Tổ hợp nhánh đồng pha nhánh vng pha tín hiệu s(t) (QAM) + Nhánh đồng pha vuông pha khác 90𝑜 + Tốc độ bit luồng đồng pha luồng vuông pha nửa tốc độ bit đầu vào - Chịm tín hiệu + Với trục Q trục vuông pha + Với trục I trục đồng pha  – QAM  16 – QAM  32 – QAM Phương pháp giải điều chế QAM: - Sơ đồ giải điều chế QAM: + Sau thực nhân loại bỏ thành phần bậc hai, hai tín hiệu giải điều chế có dạng: 𝑉𝑑1 = 𝑑1 (t) 𝑉𝑑2 = 𝑑2 (t) Câu 3: Trình bày phương pháp đồng mạng Phương pháp đồng mạng sử dụng Việt Nam? Bài làm: Các phương pháp đồng mạng: Phương pháp cận đồng - Đặc điểm: + Các đồng hồ chủ không tham chiếu với + Các đồng hồ hoạt động theo tần số dao động riêng + Yêu cầu độ xác đồng hồ nút + Thường sử dụng trường hợp cấp mạng cao( VD: mạng đường trục quốc tế ) - Ưu điểm: + Độ xác cao (do sử dụng tồn đồng hồ có độ xác cao) dẫn tới nút đồng với + Khơng cần mạng phân phối tín hiệu đồng - Nhược điểm: + Chi phí lớn ( sử dụng toàn đồng hồ chủ - Master Clock ) + Chi phí vận hành, bảo dưỡng cho mạng lớn ( thời gian bảo dưỡng ngắn để đảm bảo mạng hoạt động xác ) Phương pháp đồng chủ tớ - Đặc điểm: + Các đồng hồ tớ tham chiếu để hoạt động bám theo đồng hồ chủ + Đồng hồ cấp thấp tham chiếu đồng hồ cấp cao, đồng hồ cấp cao không tham chiếu đến đồng hồ cấp thấp + Phù hợp mạng nhỏ - Ưu điểm: + Chi phí thấp phương pháp cận đồng ( sử dụng đồng hồ chủ ) - Nhược điểm: + Chi phí xây dựng mạng lớn Phương pháp đồng chủ tớ có phân cấp - Đặc điểm: + Đồng hồ tớ cấp thấp tham chiếu tới đồng hồ cấp cao + Sử dụng đường tham chiếu dự phịng đồng hồ chủ có cố + Phù hợp mạng trải dài - Ưu điểm: + Chi phí thấp - Nhược điểm: + Chất lượng không cao nên thời gian chạy chế độ lưu giữ thấp Phương pháp đồng chủ tớ có phân cấp kết hợp với cận đồng - Đặc điểm: + Chia vùng để đồng bộ, vùng sử dụng đồng hồ PRC + Các PRC không tham chiếu đến + Phù hợp phạm vi lớn ( VD: mạng quốc gia ) - Ưu điểm: + Đảm bảo độ tin cậy + Đảm bảo yêu cầu ITU - T việc phân cấp mạng đồng - Nhược điểm: + Chi phí xây dựng mạng lớn Phương pháp đồng tương hỗ - Đặc điểm: + Các đồng hồ nút hoạt động theo tần số dao động mà tham chiếu tới tất đồng hồ khác mạng + Tần số dao động tính trung bình cộng tần số dao động riêng nút + Phù hợp mạng ngang hàng - Ưu điểm: + Chi phí cho mạng nhỏ - Nhược điểm: + Khi đồng hồ nút bị lỗi tất đồng hồ tham chiếu đến bị lỗi theo Phương pháp đồng mạng sử dụng Việt Nam: + Trong trường hợp bình thường: Phương pháp đồng mạng sử dụng Việt Nam phương pháp đồng chủ tớ có phân cấp + Trong trường hợp đồng hồ chủ Đà Nẵng gặp cố: Lúc phương pháp đồng mạng sử dụng Việt Nam phương pháp đồng chủ tớ có phân cấp kết hợp với cận đồng Phần 2: Bài tập Câu 1: Cấu trúc khung ghép 2/8 hệ thống ghép kênh PCM theo tiêu chuẩn Châu Âu Hãy tính tổng số bít luồng nhánh, tổng số bít chèn khung có chèn khung ghép có 2/8 có ghèn âm, chèn dương khơng chèn trường hợp bít phân khung thứ 2,3 khung 1010, 1010 1010; bít phân khung thứ 2,3 khung 1001; 1001 1001 Giải: Ở cấu trúc khung ghép 2/8 hệ thống ghép kênh PCM sử dụng chèn âm, chèn dương không chèn chia làm phân khung: Phân khung thứ 1: có 256 bit luồng nhánh => số bít luồng 1, luồng 2, luồng 3, luồng phân khung thứ 256 = 64 𝑏𝑖𝑡 Phân khung thứ 2: có 256 bit luồng nhánh => số bít luồng 1, luồng 2, luồng 3, luồng phân khung thứ 256 = 64 𝑏𝑖𝑡 Phân khung thứ 3: có 256 bit luồng nhánh => số bít luồng 1, luồng 2, luồng 3, luồng phân khung thứ 256 = 64 𝑏𝑖𝑡 Phân khung thứ 4: có 252 bit luồng nhánh => số bít luồng 1, luồng 2, luồng 3, luồng phân khung thứ 252 = 63 𝑏𝑖𝑡 (1) Ta có: Lệnh điều khiển chèn luồng 1: 111 111 -> chèn dương –> bit ( vị trí bit hội chèn âm khơng mang tin(0bit), vị trí bit hội chèn dương không mang tin(0bit) ) Lệnh điều khiển chèn luồng 2: 000 000 -> chèn âm -> bit ( vị trí bit hội chèn âm mang tin (1bit), vị trí bit hội chèn dương mang tin(1bit) ) Lệnh điều khiển chèn luồng 3: 111 000 -> chèn zero –> bit (vị trí bit hội chèn âm khơng mang tin(0bit), vị trí bit hội chèn dương mang tin(1bit) ) Lệnh điều khiển chèn luồng 4: 000 111 -> chèn zero -> bit (vị trí bit hội chèn âm khơng mang tin(0bit), vị trí bit hội chèn dương mang tin(1bit) ) (2) Từ (1) (2), ta có tổng số bít luồng nhánh là: Tổng số bit luồng là: 64 + 64 + 64 + 63 = 255 bit Tổng số bit luồng là: 64 + 64 + 64 + 63 + = 257 bit Tổng số bit luồng là: 64 + 64 + 64 + 63 + = 256 bit Tổng số bit luồng là: 64 + 64 + 64 + 63 + = 256 bit Vậy tổng số bit luồng 1, luồng 2, luồng luồng là: 255, 257, 256, 256 Từ (2), ta có tổng số bít chèn khung có chèn khung ghép có 2/8 có chèn âm, chèn dương không chèn là: + + + = bit Câu 2: Hệ thống truyền dẫn số sử dụng phương pháp điều chế 8-FSK sử dụng sóng mang với độ dịch tần fd 10% giá trị tần số sóng mang Xác định tần số fi dùng để gán cho tổ hợp liệu? Ta có: Số mức điều chế phương pháp điều chế 8-FSK là: M = Độ dịch tần 𝑓𝑑 10% giá trị tần số sóng mang 𝑓𝑖 = ? Giải: Độ dịch tần 𝑓𝑑 10% giá trị tần số sóng mang: 𝑓𝑑 = 𝑓 10 𝑐 Trong điều chế FSK đa mức thì: 𝑓𝑖 = 𝑓𝑐 + (2i – – M) 𝑓𝑑 Thay (1) vào (2), ta có: 𝑓𝑖 = 𝑓𝑐 + 10 (2i – – 8)𝑓𝑐 𝑓𝑖 = 𝑓𝑐 + i∗ 𝑓𝑐 – => 𝑓𝑖 = 𝑓 10 𝑐 𝑓𝑖 = 10 1 𝑓 10 𝑐 (1) Với ≤ 𝑖 ≤ 𝑀 Với ≤ 𝑖 ≤ Với ≤ 𝑖 ≤ + i∗ 𝑓𝑐 Với ≤ 𝑖 ≤ (1 + 2i) 𝑓𝑐 Với ≤ 𝑖 ≤ (2) Vậy, tần số 𝑓𝑖 dùng để gán cho tổ hợp liệu là: 𝑓𝑖 = 10 (1 + 2i) 𝑓𝑐 Với ≤ 𝑖 ≤ Câu 3: a Một modem liệu truyền thông tin tốc độ 56 kb/s sử dụng 128 trạng thái truyền tin Tính băng thơng nhỏ cho ứng dụng này? Ta có : R = 56kb/s = 56000 b/s M = 128 𝐵𝑚𝑖𝑛 = ? Giải: Để truyền liệu qua đường truyền : R ≤ 𝑅𝑚𝑎𝑥 Tương đương : R ≤ 2*B*𝑙𝑜𝑔2 (M) Suy : B ≥ => 𝐵𝑚𝑖𝑛 = 𝑅 2∗𝑙𝑜𝑔2 (M) 𝑅 2∗𝑙𝑜𝑔2 (M) 56000 = 2∗𝑙𝑜𝑔2 (128) = 4000 Hz = KHz Vậy, 𝐵𝑚𝑖𝑛 = 4KHz b Một hệ thống truyền dẫn có băng thông MHz sử dụng phương pháp điều chế M-QAM Tỉ số tín hiệu tạp âm kênh 40 dB Để truyền liệu qua kênh với tỉ số lỗi bít chấp nhận số mức điều chế M tối đa bao nhiêu? Tính tốc độ truyền liệu tương ứng? Ta có: B = 1MHz = 1000000 Hz 𝑆 𝑁 (dB) = 40 dB => 𝑆 𝑁 = 104 M max = ?, 𝑅𝑚𝑎𝑥 = ? Giải: Lựa chọ số mức điều chế M tối đa để truyền liệu đảm bảo BER là: Áp dụng công thức: 𝑅𝑚𝑎𝑥 ≤ C Tương đương: 2*B*𝑙𝑜𝑔2 (𝑀) ≤ B*𝑙𝑜𝑔2 ( + 𝑆 Suy ra: M ≤ √(1 + ) 𝑁 M ≤ √(1 + 104 ) ≤ 100 mức Số mức điều chế M tối đa là: Điều kiện: M ≤ 100 mức; 𝑆 𝑁 ) Áp dụng công thức: M = 2𝑚 với m số bit mã hóa cho mức + Xét m = => M = 21 = mức ( thỏa mãn điều kiện ) + Xét m = => M = 22 = mức ( thỏa mãn điều kiện ) + Xét m = => M = 23 = mức ( thỏa mãn điều kiện ) + Xét m = => M = 24 = 16 mức ( thỏa mãn điều kiện ) + Xét m = => M = 25 = 32 mức ( thỏa mãn điều kiện ) + Xét m = => M = 26 = 64 mức ( thỏa mãn điều kiện ) + Xét m = => M = 27 = 128 mức ( không thỏa mãn điều kiện ) => 𝑀𝑚𝑎𝑥 = 64 mức Vậy, số mức điều chế M tối đa 64 để truyền liệu qua kênh với tỉ số lỗi bít chấp nhận Tốc độ truyền liệu tương ứng là: Áp dụng công thức: 𝑹𝒎𝒂𝒙 = 2*B*𝑙𝑜𝑔2 (𝑀) Suy ra: 𝑹𝒎𝒂𝒙 = 2*1000000*𝑙𝑜𝑔2 (64) = 12000000 b/s = 12 Mb/s Vậy, tốc độ truyền liệu tương ứng 12 Mb/s ... dẫn có băng thông MHz sử dụng phương pháp điều chế M-QAM Tỉ số tín hiệu tạp âm kênh 40 dB Để truyền liệu qua kênh với tỉ số lỗi bít chấp nhận số mức điều chế M tối đa bao nhiêu? Tính tốc độ truyền. .. Hệ thống truyền dẫn số sử dụng phương pháp điều chế 8-FSK sử dụng sóng mang với độ dịch tần fd 10% giá trị tần số sóng mang Xác định tần số fi dùng để gán cho tổ hợp liệu? Ta có: Số mức điều chế... theo tần số dao động mà tham chiếu tới tất đồng hồ khác mạng + Tần số dao động tính trung bình cộng tần số dao động riêng nút + Phù hợp mạng ngang hàng - Ưu điểm: + Chi phí cho mạng nhỏ - Nhược