CHƯƠNG 4 LIÊN KẾT MẠNG VỆ TINH VỚI MẠNG TRÁI ĐẤT
4.6. Mạng điện thoại kỹ thuật số
Trong đầu những năm 1970 hệ thống truyền dẫn kỹ thuật số đã bắt đầu xuất hiện, lần đầu tiên đề xuất sử dụng phương pháp điều chế xung mã vào năm 1937. PCM cho phép dạng sĩng tương tự chẳng hạn tiếng nĩi con người cĩ thể biểu diễn thành dạng nhị phân (dạng số). Nĩ cĩ khả năng biểu diễn tín hiệu thoại tương tự chuẩn 4Khz dưới dạng chuỗi bit số 64kbit/s.
Tiềm năng của xử lý kỹ thuật số cho phép hệ thống truyền dẫn mang lại lợi nhuận nhiều hơn bằng cách kết hợp nhiều kênh PCM và truyền chúng xuống cùng cặp cáp đồng trục giống như trước đây đã từng sử dụng bởi tín hiệu tương tự đơn
4.6.1. Ghép kênh phân cấp số
Ở châu Âu và sau đĩ ở nhiều phần trên thế giới, sơđồ tiêu chuẩn TDM đã được thơng qua ,nhờ đĩ 30 kênh 64kbps được kết hợp cùng với 2 kênh sĩng mang điều khiển thơng tin bao gồm báo hiệu và đồng bộ để tạo ra kênh với tốc độ bit 2,048Mbit/s.
Như yêu cầu của điện thoại tiếng tăng lên , và mức độ lưu lượng của mạng cũng tăng lên cao hơn bao giờ hết, điều đĩ đã trở nên rõ ràng rằng chuẩn tín hiệu 2,048Mbit/s đã khơng đủ đểđáp ứng với lưu lượng tải xuất hiện trong mạng trung kế. để tránh việc phải sử dụng số lượng quá lớn liên kết 2,048Mbit/s, người ta đã quyết định tạo ra thêm một cấp ghép kênh. Các chuẩn tham gia ở Châu Âu thơng qua việc kết hợp 4 kênh 2.048Kbit/s tạo thành một kênh tốc độ 8.448Kbit/s.
Mức ghép kênh này hơi cĩ một chút khác so với trước đĩ trong đĩ tín hiệu đến được kết hợp một bit tại một thời điểm thay vì một byte tại một thời điểm ví dụ sự xen kẽ bit thì được sử dụng ngược với xen kẽ byte, như nếu cần phát sinh một mức mới của ghép kênh ta cĩ thể thêm vào chuẩn 34.368Mbit/s, 139.246Kbit/s và thậm chí tốc độ cao hơn nữa để tạo ra phân cấp ghép kênh như hình 4.10.
Tại khu vực bắc Mỹ và Nhật Bản sử dụng các phương thức ghép kênh phân cấp khác nhưng cũng dựa trên nguyên tắc giống nhau
4.6.2. Truyền dẫn kỹ thuật số và chuyển mạch onboard vệ tinh
Tín hiệu số cĩ thể được xử lý trong miền tần số do đĩ bên cạnh việc chia sẻ tài nguyên băng thơng trong miền tần số trạm mặt đất cũng cĩ thể chia sẻ băng thơng trong miền thời gian ,ghép kênh phân chia theo thời gian cĩ thể sử dụng cho truyền dẫn vệ tinh tại nhiều mức phân cấp truyền dẫn như hình 4.10. Về chuyển mạch onboard, kỹ thuật chuyển mạch thời gian cĩ thể được thường xuyên sử dụng làm việc với chuyển mạch mạch (hoặc chuyển mạch khơng gian).
Hình 4.10 Ví dụ của ghép kênh lưu lượng và yêu cầu cơng suất của liên kết vệ tinh
4.6.3. Phân cấp số cận đồng bộ (PDH)
Phân cấp ghép kênh xuất hiện trong nguyên tắc đơn giản nhưng lại cĩ những phức tạp. Vì các luồng 2Mbit/s được tạo ra từ các thiết bị ghép kênh khác nhau, nên tốc độ bit cĩ khác nhau một chút. Do đĩ, trước khi ghép các luồng này thành một luồng tốc độ cao hơn phải hiệu chỉnh cho tốc độ bit của chúng bằng nhau, tức là phải chèn thêm các bit giả. Mặc dù tốc độ các luồng đầu vào là như nhau, nhưng phía thu khơng thể nhận biết được vị trí của các luồng đầu vào trong luồng đầu ra. Các bit hiệu chỉnh được thừa nhận như là việc phân kênh và huỷ, loại trừ các tín hiệu gốc. Quá trình xử lý này được biết như là hoạt động cận đồng bộ nghĩa trong tiếng Hi lạp là “gần nhưđồng bộ” minh họa trong hình 4.11.
Bộ thích ứng tốc độ bit Bộ thích ứng tốc độ bit Máy tạo dao động chủ Chèn bit điều chỉnh ít Chèn bit điều chỉnh nhiều 1 0 1 0 1 1 0 J J 0 1 0 J J J 1 1 0 Bit vào “nhanh” tại
kênh 2Mbit/s
Bit vào “chậm” tại kênh 2Mbit/s
Chuỗi bit ghép kênh tốc độ cao
Hình 4.11 Minh hoạ của khái niệm phân cấp số cận đồng bộ(PDH)
Cùng một vấn đề với đồng bộ , như đã mơ tả ở trên xuất hiện tại mọi mức của phân cấp ghép kênh vì vậy các bit điều chỉnh được thêm vào tại mỗi tầng, sử dụng hoạt động cận đồng bộ trong suốt phân cấp dẫn đến ra đời thuật ngữ phân cấp số cận đồng bộ.
4.6.4. Hạn chế của PDH
Ghép kênh và phân kênh luồng bit tốc độ thấp thành luồng bit tốc độ cao dường như cĩ vẻ đon giản và dễ dàng nhưng trên thực tế thì ko dễ dàng cũng như đơn giản. Sử dụng bit diều chỉnh tại mỗi mức trong PDH cĩ nghĩa là nhận dạng chính xác vị trí của luồng bit tốc độ thấp trong luồng bit tốc độ cao là điều khơng thể ví dụ để truy nhập vào luồng E1 2.048Mbit/s trong luồng E4 139.246Mbit/s thì luồng E4 phải được phân kênh thành luồng E3 34.368 và luồng E2 8.448Mbit/s như trong hình 4.12 khi yêu cầu về đường E1 được xác định và được tách ra, kênh phải được ghép trở lại thành luồng E4. Do đĩ vấn đề “tách và chèn” kênh khơng tạo nên mơ hình kết nối linh hoạt hoặc dịch vụ kết nối tốc độ cao, trong khi “núi ghép kênh” yêu cầu rất tốn kém vể chi phí.
Hình 4.12 Ghép kênh và phân kênh để chèn nút mạng vào mạng PDH
Một vấn đề khác liên quan đến một số lượng khổng lồ thiết bị ghép kênh trong mạng đĩ là điều khiển. Trên đường mạng luồng E1 cĩ thể được chuyển thơng qua
một số switch. chỉ cĩ một cách chắc chắn rằng nĩ đi đúng đường để giữ an tồn cho bản tin của các kết nối của thiết bị. Chẳng hạn như số lượng kích hoạt kết nối lại tăng lên nĩ sẽ trở nên khĩ khăn hơn trong việc giữ các bản tin hiện tại và khả năng lỗi cũng tăng. Các lỗi cĩ thể khơng chỉ gây ảnh hưởng tới các kết nối được thiết lập mà cịn làm hỏng các kết nối đang mang lưu lượng thực.
Tốc độ bit của PDH khơng cao (tốc độ bit cao nhất được chuẩn hố là 140Mbit/s trên mạng viễn thơng quốc tế) khơng thể đáp ứng cho nhu cầu phát triển các dịch vụ băng rộng hiện tại và trong tương lai.
Thiết bị PDH cồng kềnh, các thiết bị ghép kênh và thiết bịđầu cuối thường độc lập nhau.
Trên mạng viễn thơng tồn tại 2 tiêu chuẩn phân cấp khác nhau: chuẩn Châu Âu và Châu Mỹ, gây khĩ khăn và phức tạp khi nâng cấp, mở rộng và kết nối các mạng với nhau.
Một hạn chế khác của PDH là thiếu khả năng giám sát hiệu suất. Nhà cung cấp đang chịu áp lực ngày càng gia tăng để cung cấp cho các khách hàng là doanh nghiệp với việc cải tiến hiệu suất và hoạt động lỗi.Các mặt hạn chế trên của PDH sẽ được khắc phục khi sử dụng phân cấp truyền dẫn đồng bộ SDH.