Ta sẽ không đề cập đến tất cả các chuẩn ghép kênh số mà ở đây chỉ đề cập hai loại phân cấp là loại 24 kênh thoại (chuẩn của Mỹ có tốc độ là 1,544 Mbps) và loại 30 kênh thoại (chuẩn của CEPT - châu Âu có tốc độ là 2,048 Mbps). Các dạng phân cấp này đang đợc sử dụng phổ biến ở các mạng mặt đất và các tuyến thông tin vệ tinh.
Thiết bị ghép kênh ở các trạm mặt đất trong trờng hợp này có nhiệm vụ kết hợp các chuỗi bít đến từ các nguồn khác nhau và có cùng địa chỉ đích. Có một vấn đề đợc đặt ra ở đây là việc đồng bộ giữa đồng hồ của trạm mặt đất và các đồng hồ của các chuỗi bit từ các nguồn khác nhau. Sự thiếu đồng bộ đó còn do sự không ổn định và sai lệch của các bộ phát sóng cũng nh những biến động về thời gian truyền của các tuyến.
Một khi mà các chuỗi bit không đồng bộ thì cần phải có các bộ nhớ đệm để tạo đồng bộ chính xác phân về cùng tốc độ bit trớc khi ghép kênh. Công việc sẽ thuận lợi hơn nhiều nếu các chuỗi bit đợc đồng bộ (đồng hồ đồng bộ).
Hình 1.21. Mô tả kênh báo hiệu chung trong thiết bị SPADE/FDMA/DAMA
Đa truy nhập TDMA (time division multiple access) đợc hiểu là một phơng pháp ghép kênh phân chia theo thời gian các sóng mang đợc điều chế số giữa các trạm mặt đất trong một mạng vệ tinh thông qua một bộ phát đáp vệ tinh chung.
Với đa truy nhập TDMA thì mỗi trạm mặt đất phát một burst (chuỗi bit) ngắn của một sóng mang đợc điều chế số trong một khe thời gian của khung TDMA. Mỗi một burst của trạm mặt đất sẽ đợc đồng bộ sao cho các burst đó đến bộ phát đáp vệ tinh ứng với các thời điểm khác nhau không bị va chạm nhau. Có nghĩa là chỉ có sóng mang của một trạm mặt đất có mặt ở bộ phát đáp tại mỗi thời điểm cho nào đó. Bộ phát đáp chỉ làm nhiệm vụ thu sóng từ tuyến lên, chuyển đổi tần số và truyền lại ở tuyến xuống. Mỗi một trạm mặt đất sẽ thu nhận các burst từ tất cả các trạm mặt đất và cần chọn ra lu lợng đợc gửi đến cho chính nó. Hình 1.22 mô tả một khung TDMA cơ sở. Burst tham chiếu đợc sử dụng cho đồng bộ.
ở đây, đa truy nhập TDMA thực chất là một hệ thống lu giữ và chuyển tiếp (store and forward): Mỗi một trạm mặt đất có thể phát chì trong khoảng khe thời gian đợc dành riêng cho chúng, trong lúc các tín hiệu kênh băng thoại đến là liên tục. Do đó cần phải lấy mẫu, mã hoá và nhớ các tín hiệu thoại đã mã hoá đó trớc khi truyền.
Hình 1.23 mô tả sơ đồ khối chức năng bộ tạo tín hiệu ghép kênh TDMA và hình 1.24 mô tả khuôn dạng cấu trúc khung của ghép kênh cấp 1 theo chuẩn châu Âu của CEPT (conference of European postal and telecommunication).
Khung (frame) theo chuẩn của CEPT sắp xếp các mẫu đợc mã hoá PCM-8 bít của 16 kênh thoại và ghép kênh theo thời gian TDM (time division multiplexing) để có tín hiệu TDM/ PCM tốc độ 2,048 Mbps. Đầu vào 16 kênh băng thoại (0-4kHz) độc lập nhau. Mỗi kênh có một codec (mã hoá/ giải mã) riêng để lấy mẫu ở tần số lấy mẫu 16 kHz và chuyển đổi các mẫu đó thành mã nhị phân 8 bit. Nh vậy đầu ra của mỗi kênh là tín hiệu PCM tốc độ 128kbps. Tất cả 16 kênh PCM đó đợc ghép kênh theo thời gian TDM để cho tín hiệu đầu ra của bộ ghép kênh là TDM/ PCM có tốc độ 2,048 Mbps. Khung đợc gọi là khung con (subframe). Khuôn dạng ghép kênh của CEPT định rõ một khung thời gian là 2ms. Do đó mỗi một trạm mặt đất cần truyền mỗi một lần là 2ms, và cũng vì vậy cần có bộ phận lu giữ (nhớ) các mẫu đã đợc mã hoá PCM. Nh vậy, yêu cầu chỉ cần 62,5 às or Mbps cho 128 bit của 16 kênh (tốc độ truyền là 2,048 Mbps).
Chuỗi các khung con 128 tạo ra đợc lu giữ trong thanh ghi và quá trình tiếp tục cho đến 32 khung con (32 x 62,5ms = 2ms). Do khung TDMA có thời gian là 2ms cho nên trong thời gian 2ms đó mỗi một trạm mặt đất tham gia truyền cần phải phát ở các
Hình 1.23. Mô tả sơ đồ khối chức năng bộ ghép kênh TDMA, cấp 1 theo chuẩn CEPT
thời gian khác nhau và các cuộc truyền riêng biệt cần phải thực hiện trong khoảng thời gian ngắn hơn.
Việc ghép kênh có thể tiếp tục ở các cấp độ cao hơn và các đồng hồ đợc sử dụng để đồng bộ.
Đa truy nhập TDMA ở đây có một số u điểm so với FDMA, đó là:
- Với TDMA thì sóng mang từ một trạm mặt đất xuất hiện tại bộ đáp vệ tinh chỉ ở thời điểm xác định nào đó, và điều đó làm giảm đáng kể méo xuyên điều chế. - ở FDMA thì mỗi trạm mặt đất cần phải có khả năng phát và thu rất nhiều tần số sóng mang để có khả năng thực hiện đợc đa truy nhập theo tần số. Điều đó làm phức tạp thêm hệ thống thiết bị.
- TDMA có nhiều thuận lợi hơn so với FDMA trong việc truyền thông tin số. Tuy vậy TDMA có nhợc điểm so với FDMA là ở TDMA cần có đồng bộ nghiêm ngặt. Việc truyền tín hiệu của mỗi trạm mặt đất phải chính xác trong khe thời gian đợc phân định.
Hình 1.24. Khuôn dạng khung ghép kênh TDM cấp 1 theo chuẩn của CEPT
