Bài giảng Mạng máy tính (Computer Network): Chương 5 - Lưu Đức Trung

Bài giảng Mạng máy tính (Computer Network): Chương 5 - Lưu Đức Trung cung cấp đến học viên các kiến thức về ghép kênh, các mô hình ghép kênh, ghép kênh FDM, ghép kênh TDM, hệ thống truyền tải tương tự, phân chia bước sóng, hệ thống truyền tải số,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

MẠNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORK) Chương 5 – Ghép kênh 5.1 Mơ hình ghép kênh 5.2 Ghép kênh FDM FDM (Frequency Divide Multiplexing) Băng thơng hữu dụng của đường truyền vượt q băng  thơng địi hỏi của kênh truyền Mỗi tín hiệu được điều biến đến một tần số mang riêng  (carrier frequency) Các tần số  mang được tách biệt nên các tín hiệu khơng  chồng đè nhau, đặc biệt được bảo vệ  bởi dải bảo vệ  guard  band Thơng dụng trong truyền thơng radio Từng kênh được cấp phát cố  định (tức là, khơng có dữ  liệu vẫn được giành riêng) Sơ đồ FDM Hệ thống FDM Các hệ thống truyền tải tương tự AT&T (USA) Các hình thức phân cấp FDM Group 12 kênh x 4kHz/kênh  =  48kHz Phạm vi 60kHz đến 108kHz Supergroup 5 groups = 60 kênh Phạm vi từ 420kHz đến 612 kHz Mastergroup 10 supergroups Phân chia bước sóng (WDM) Các tia sáng có tần số khác nhau được dẫn đi trong cáp quang Cũng là một dạng của FDM Mỗi màu (bước sóng) mang một kênh dữ liệu Năm 1997 tại Bell Labs 100 tia → 100 kênh Mỗi kênh có tốc độ 10 Gbps hay 1 TB/s Các hệ thống hiện nay có tới 160 kênh 10 Gbps Gần đây tại Alcatel Labs: 256 kênh 39.8 Gbps 10.1 Tbps Khoảng cách truyền 100km Hoạt động của WDM Giống như FDM Các nguồn phát các tia sáng có tần số khác nhau Bộ ghép kênh thực hiện kết hợp các nguồn và truyền đi trên  chỉ một cáp quang Khoảng   vài   chục   km   (30),   cần     khuếch   đại   tất     các  bước sóng (tránh tắt dần và bước sóng ngắn lại) Bộ giải kênh ở  đích phân tách các kênh theo bước sóng khác  Hầu hết bước sóng trong khoảng 1550nm Ban đầu băng thơng khoảng 200MHz /kênh Hiện nay 50GHz 5.3 Ghép kênh TDM TDM đồng bộ Synchronous Time Division Multiplexing Tỷ số dữ liệu của đường truyền vượt q tỷ số dữ liệu của  tín hiệu số cần truyền Các tín hiệu số được truyền xen kẽ thời gian, có thể xen kẽ  theo khối bit Các khoảng thời gian được gán trước (và cố  định) cho từng  nguồn dữ liệu Cho nên: các khoảng thời gian truyền (tài ngun) được cấp  phát kể cả khi khơng có dữ liệu.  Một cách cải thiện: các khoảng thời gian truyền khơng nhất  thiết phải được gán đều cho tất cả các nguồn dữ liệu (Statistical   TDM) Dữ liệu hỗn hợp DS­1 cũng có thể mang tải hỗn hợp (số và giọng nói) Sử dụng 24 kênh Khơng cần byte thi hành SYNC Cao hơn 1,544 Mbps có thể  được bằng cách truyền xen kẽ  (multiplex) các kênh DS­1 Ví dụ: DS­2 ghép bốn nguồn DS­1 cho 6.312Mbps Dạng thức truyền DS­1 SONET/SDH SONET ­ Synchronous Optical Network (ANSI) với phiên bản  tương thích là SDH ­ Synchronous Digital Hierarchy (ITU­T)  Trật tự tín hiệu Synchronous Transport Signal level 1 (STS­1) hay Optical  Carrier level 1 (OC­1) 51.84Mbps. Tỷ số này có thể được sử  dụng để tải một tín hiệu DS­3 (nhóm các tín hiệu tỷ số thấp  hơn như  DS­1, DS1C, DS2 hoặc các tỷ  số  của ITU­T như  2,048 Mbps)  Nhiều tín hiệu STS­1 có thể  được tổ  hợp lại tạo thành  một tín hiệu STS­N. Tín hiệu này được tạo thành bằng cách  ghép xen kẽ  các byte từ  N tín hiệu STS­1 mà tự  chúng đã  được đồng bộ với nhau.  Với trình tự  đồng bộ  ITU­T, tỷ  số  thấp nhất là 155,52  Mbps đối với STM­1. Tốc độ  này tương  ứng với STS­3 của   SONET Dạng thức khung tin SONET Các octet phụ trội SONET STS­1 TDM thống kê Cải tiến TDM đồng bộ: do nó tổn thất q nhiều slot thời  gian cấp phát cố định Statistical TDM cấp phát slot theo nhu cầu Bộ ghép kênh qt tất cả các đầu vào tìm dữ liệu cho đủ một  khung tin Nhược điểm: Dữ liệu tải đi thấp hơn tỷ số chung của tất cả  các đầu vào. Lý do: cần các cơ  chế  phụ  trội để  biết slot thuộc  khung tin nào Các dạng thức Statistical TDM Hoạt động Tỷ số dữ liệu đầu ra thấp hơn tỷ số chung của các đầu vào Có thể gây ra thời gian cực điểm, gây nghẽn, gây trễ Giải quyết: tăng kích thước bộ đệm Gây vấn đề khác: thời gian trễ → Mâu thuẫn cần thi hành  cân bằng các yếu tố ADSL Asymmetrical Digital Subscriber Line  Một trong các cơng nghệ modem mới được sử dụng rộng rãi  nhất được thiết kế để cho phép truyền dữ liệu số tốc độ cao qua  đường điện thoại cáp xoắn thơng thường.  Hầu hết các phiên truyền của người dùng đều dưới dạng các  thơng điệp ngắn, trong khi ở đường ngược lại, đặc biệt là Web,  luồng dữ liệu gồm khối lượng lớn dữ liệu, hình ảnh hoặc video.  Do đó, ADSL rất phù hợp cho Internet .  Sử dụng cáp th bao điện thoại Có thể mang phổ rộng hơn (trên 1 MHz) Thiết kế ADSL Bất đồng bộ luồng về nhanh hơn luồng đi Sử dụng FDM (Frequency division multiplexing) Tần số thấp nhất 25kHz cho voice (điện thoại) Plain old telephone service (POTS) Sử   dụng   kỹ   thuật   khử   tiếng   vọng   (echo   cancellation)   hoặc FDM tạo thành 2 dải tần up/down Mỗi dải tần đều dùng FDM Phạm vi các bộ  lặp tối đa 5.5km (phụ  thuộc đường kính,  chất lượng cáp) Cấu hình kênh ADSL xDSL Đường thuê bao số tốc độ cao High data rate DSL (HDSL) Đường truyền thuê bao số đơn Single line DSL (SDSL) Đường thuê bao truyền số tốc độ  rất cao Very high data rate   DSL (VDSL) ...  đích phân tách các kênh theo bước sóng khác  Hầu hết bước sóng trong khoảng  155 0nm Ban đầu băng thơng khoảng 200MHz /kênh Hiện nay? ?50 GHz 5. 3 Ghép kênh TDM TDM đồng bộ Synchronous Time Division Multiplexing...  N tín hiệu STS­1 mà tự  chúng đã  được đồng bộ với nhau.  Với trình tự  đồng bộ  ITU­T, tỷ  số  thấp nhất là  155 ,52   Mbps đối với STM­1. Tốc độ  này tương  ứng với STS­3 của   SONET Dạng thức khung tin SONET... Đàm thoại: mỗi kênh 1 word dữ  liệu số  hóa bằng PCM với  8000 mẫu /giây Tỷ số dữ liệu: 8000x193 = 1 .54 4Mbps Từng? ?5? ?trong số  6 khung tin liên nhau gồm 8 bit mẫu  PCM Khung thứ 6 là word 7 bit PCM + bit báo hiệu