c- SCPC/FDMA (Hình 2.7c.)
2.6.3.2.Cấu trúc khung
Khung được tạo thành tại mức vệ tinh nó bao gồm toàn bộ các khối bit do mọi trạm mặt đất đặt liên tiếp nhau phát đi nếu chế độ đồng bộ hoá truyền dẫn của các trạm là đúng. Để tính đến những khiếm khuyết của đồng bộ hoá, một chu kỳ ngoài truyền dẫn, gọi là thời gian bảo vệ được cung cấp giữa mỗi khối. Hình 2.9. chỉ ra khung dùng trong các mạng INTELSAT và EUTELSAT. Độ dài của khung là 2 ms. Thời gian bảo vệ chiếm 64 ký tự hoặc 128 bit và nó tương ứng với một khoảng thời gian là 1 µs. Hãy chú ý sự hiện diện của hai loại khối:
- Các khối bit của các trạm lưu lượng, với một mào đầu gồm 280 ký tự hoặc 560 bit và với một trường tải được cấu trúc theo các bội số của 64 ký tự, tương ứng với dung lượng của mỗi trạm.
- Các khối bit của các trạm tham chiếu với một mào đầu gồm 288 ký tự hay 576 bit và không có trường tải. Trạm tham chiếu là trạm xác định đồng hồ khung bằng việc phát đi các khối chuẩn của nó; tất cả các trạm lưu lượng của mạng phải tự đồng bộ hoá với trạm tham chiếu chờ đặt khối của chúng với một thời gian trễ không đổi so với khối của trạm tham chiếu gọi là khối chuẩn. Do vai trò của nó trong hoạt động hiệu chỉnh mạng, trạm tham chiếu sẽ được trang bị kép. Điều này giải thích tại sao mỗi khung có hai khối chuẩn, mỗi khối do một trong hai trạm tham chiếu đồng bộ với nhau phát đi.
Hình 2.9. Cấu trúc khung TDMA 2.6.3.3. Hiệu suất của TDMA
Hiệu suất (thông lượng) của truyền dẫn TDMA có thể được đo bằng tỷ số của dung lượng kênh trong chế độ hoạt động đơn sóng mang (chỉ có một trạm truy nhập) trên dung lượng của cùng kênh đó trong trường hợp đa truy nhập. Giả sử rằng toàn bộ dải thông được chiếm hết trong cả hai trường hợp. Trong chế độ hoạt động đơn sóng mang, dung lượng chuyển tải là R=BГ, trong đó B(Hz) là dải thông của kênh và Г(bit/s Hz) là hiệu quả phổ điều chế. Trong trường hợp đa truy nhập, dung lượng này là R(1-∑ti/TF), trong đó ∑ti biểu thị tổng các thời gian không dành cho truyền dẫn lưu lượng (các thời gian bảo vệ cộng với các mào đầu). Do vậy, hiệu suất là:
η = 1- ∑ti/TF
Nó biểu thị thời gian dành cho truyền dẫn lưu lượng (mà đó là nguồn lợi nhuận cho nhà khai thác mạng) và tổng thời gian sử dụng kênh (mà nhà khai thác mạng phải trả tiền). Hiệu suất sẽ càng lớn khi độ dài khung TF lớn và khi ∑ti là nhỏ.
Hiệu suất phụ thuộc vào số lượng P của các khối bit trong khung. Cho p là số lượng bit trong mào đầu và g là độ dài tương đương tính bằng bit của thời gian bảo vệ. Giả sử rằng khung có chứa hai khối chuẩn, điều này dẫn đến:
η = 1 – (P+2)(p+g)/RTF trong đó R(bit/s) là tốc độ bit của khung.
Hiệu suất là một hàm của số lượng các truy nhập, có nghĩa là số lượng các trạm N trong mạng phụ thuộc vào cơ chế định tuyến được chấp nhận cấu trúc mạng.
- Trong trường hợp “mỗi sóng mang trên một tuyến” thì P=N(N-1). - Trong trường hợp “mỗi sóng mang trên một trạm” thì P=N.
Do hiệu suất sẽ thấp khi P cao, cho nên có thể thấy rõ lợi thế của việc chấp nhận phương pháp “mỗi sóng mang trên một trạm”.
Hiệu suất liên quan trực tiếp đến việc tính toán lưu lượng của một mạng, tức là số lượng các kênh thoại. Cho r là tốc độ báo hiệu liên quan đến một kênh thoại và n là số lượng các kênh thoại, điều này sẽ dẫn đến:
n = ηR/r
Nó biểu thị số lượng kênh thoại trong khung. Số lượng các kênh thoại dưới đất gán tới mạng phụ thuộc vào việc sử dụng bộ tập trung có thể có theo nội suy tiếng nói số và độ lợi tương ứng.
2.6.3.4. Kết luận
Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) được đặc trưng bằng việc truy nhập kênh trong một khe thời gian. Điều này có những ưu điểm nhất định:
- Tại mỗi thời điểm kênh chỉ khuếch đại một sóng mang duy nhất, sóng mang này chiếm toàn bộ dải thông kênh; không có các sản phẩm xuyên điều chế và song mang được lợi nhờ công suất bão hoà của kênh. Tuy nhiên, sự có mặt của tính phi tuyến kết hợp với các hiệu ứng lọc khi truyền dẫn và khi thu sẽ làm xuống cấp chỉ tiêu truyền dẫn số lý tưởng. - Hiệu suất truyền dẫn vẫn cao dù số lượng truy nhập là rất lớn.
- Không cần phải khống chế công suất phát của các trạm.
- Tất cả các trạm đều phát và tín hiệu trên cùng một tần số bất kể nguồn và đích của các khối bit; điều này làm đơn giản hoá việc điều hưởng.
Tuy nhiên, TDMA cũng có những nhược điểm nhất định: - Cần phải đồng bộ hoá để đảm bảo hoạt động của toàn mạng. - Cần mở rộng kích thước của trạm để phát tại hiệu suất cao.
Nói chung, TDMA đòi hỏi các trang thiết bị đắt tiền hơn tại các trạm mặt đất. Tuy nhiên, giá thành đắt của trang thiết bị này được bù lại bằng việc tận dụng tốt hơn đoạn không gian do hiệu suất của truyền dẫn cao hơn trong trường hợp có nhiều truy nhập. Hơn nữa, việc xử lý số dẫn đến sự đơn giản hoá vận hành.