Hình 15 trình bày dạng khung chuẩn theo CCITT cho hệ thống PCM 30 kênh .Khung 125µs chứa 32 khe thời gian :30 khe cho tín hiệu thoại ,1 khe cho báo hiệu ,1 khe cho
đồng bộ khung .Các khe thời gian được đánh số từ TS0 đến TS31.TS0 được phân bố cho tín hiệu đồng bộ khung và điều khiển mạng .TS1 đến TS15 dành cho các kênh thoại từ 1
đến 15 được ký hiệu là Ch1 đến Ch15 .TS16 dùng để mang báo hiệu kênh riêng hoặc báo hiệu kênh chung (CAS hay CCS ).TS17 đến TS31 cho 15 kênh thoại còn lại ký hiệu là Ch16 đến Ch30.
Mỗi khe thời gian trong khung chiếm 125µs/32=3,9µs .Mã hoá 8 bít dùng luật A cung cấp 256 mức đại diện cho các mẫu thoại .Do đó mỗi bít chiếm 3,9µs/8=0,488µs.Tốc độ lý thuyết của hệ thống PCM là 8Khz.×8 bít × 32Ts =2048Kbps. 28 ch ch ch ch ch ch 0 1 2 15 16 17 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 Báo hiệu:CAS các khung 1- 15 báo hiệu cho kênh 1-30.
bề rộng xung 0.244µs khung 125µs 0.488µs bits 1 2 3 4 5 6 7 8 các kênh thoại các kênh thoại khe thời gian 15 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Đa khung 2ms Khung 0:từđồng bộđa khung CCS: 8bit tất cả các khung hình25:Khung PCM 30 kênh 2.4.2-Đồng bộ khung:
khung đồng bộ là khe TS0 của PCM 30 kênh .Cách thức mô tả tốt nhất chức năng đồng bộ khung là xem xét các yêu cầu kết cuối tại đầu thu trong hệ thống PCM .Tại vị trí kết cuối,một dòng các bít nhị phân được thu với tốc độ 2048Kbps .Tuy nhiên dòng bít nay không có ý nghĩa trừ khi chúng có thể phân bố vào các khe thời gian 8 bít chính xác ,cho phép nội dung của mỗi kênh được nhận dạng .Sự phân phối này đạt được bằng cách đầu cuối trèn vào một mẫu có thể phân biệt được vào trong TS0 để đầu thu ở xa có thể tìm thấy trong chuỗi bit nhận .Một khi mẫu được phát hiện bít 0 của TS0 có thểđược định vị
và suy ra tất cả 255 bít theo sau của khung được nhận dạng ,sau đó đầu cuối thu trong trạng thái đồng bộ khung với đầu cuối truyền bảng 16 trình bày khuân dạng chuẩn 8 bít của TS0 trong hệ thống PCM 30 kênh được dùng để vận chuyển mẫu đồng bộ khung .Tiến trình đồng bộ cần một mẫu bít duy nhất trong TS0.Nó phải ít xuất hiện trong phần còn lại của khung . Điều này có thể thực hiện bằng cách dùng một mẫu rất dài giả sử 32 bít ,với 8 bít trong mỗi TS0 của các khung liên tiếp ,do đó yêu cầu 4 khung để truyền một mẫu .Tuy nhiên mẫu càng dài thời gian cần thiết để tìm nó càng lớn và thời gian cho một hệ thống PCM đồng bộ càng dài .
Vì hệ thống PCM không phục vụ trong suốt thời gian mất đồng bộ khung do đó thời gian đạt đồng bộ khung phải tối thiểu .Quy định cho hệ thống PCM 30 kênh là một mẫu 7 bít 00111011 được gọi là tín hiệu đồng bộ khung (FAS frame alignment signal)
được mang trong TS0 của mỗi khung lẻ . Đồng bộ khung đạt được khi tuần tự ‘FAS’được phát hiện trong 3 khung liên tiếp .
Mất đồng bộ khung được xác định khi 3 khung liên tiếp mà không có FAS . Điều này tạo sự hài hoà giữa hoạt động tránh đồng bộ khung lại không cần thiết khi tín hiệu nhận bị suy yếu và hoạt động hiệu chỉnh thời gian trễ không cần thiết khi thực sự mất
đồng bộ khung . Đồng bộ lại được thực hiện bằng cách tìm kiếm liên tục FAS như trình bày ở trên .Khi đầu cuối thu phát hiện đồng bộ một dấu hiệu cảnh báo được phát hiện ngược trở lại đầu cuối truyền bằng cách đặt bít 3 của non-FAS từ 0 sang 1 trong TS0 trong liên kết truyền ngược lại .
30
Các frame lẻ Các frame chẵn
FAS Non-FAS word
Y0011011 Y1*XXXXX
Bảng1:Các phân phối bit cho TS0
X:các bít không được phân phối bởi CCITT cho bất cứ chức năng đặc biệt nào mà thường được đặt là bít 1.
Y: được dùng sử dụng quốc tế thường đặt là 0
*: Thông thường là 0 nhưng được đổi sang 1 khi mất đồng bộ xẩy ra , hoặc xẩy ra các báo
động hệ thống .
2.4.3-Báo hiệu :
Trong hệ thống PCM 30 kênh .Kênh 16 chỉ định riêng cho việc truyền hoặc báo hiệu kênh chung hoặc báo hiệu kênh riêng cho một nhóm các kênh thoại phụ thuộc .Cần chú ý rằng các phương pháp báo hiệu này là loại trừ lẫn nhau và không thể dùng phối hợp trên một hệ thống PCM . Ở phần này ta xem xét chúng trong khuôn khổ của PCM 30 kênh mà hoạt động của chúng thích hợp chuyển mạch số .
+Báo hiệu kênh liên kết (CAS):trong báo hiệu CAS .TS16 được dùng để chuyển một đại diện 4 bít của các tín hiệu 10p.ps của tất cả các kênh PCM 30 trong hệ thống PCM .Trong thời gian của mỗi khung 8 bít của TS16 được gán hai kênh dặc biệt tuỳ
thuộc vào sự lập lịch cố định .Do đó sau 15 khung liên tiếp 4 bít đại diện cho trạng thái báo hiệu của mỗi kênh trong 30 kênh sẽ được gửi .Sự nhận dạng các kênh TS16 đang tham chiếu tại bất kỳ thời điểm nào được thực hiện bằng cách xem xét các khung như là các nhóm 16 hình thành nên một đa khung có khoảng thời gian là 2ms. Sự bắt đấu của đa khung được chỉ định bằng mẫu đồng bộ đa khung ‘000’ được mang trong TS16 của khung đầu tiên .Các TS16 của 15 khung còn lại mang báo hiệu cho các kênh .Sự mất
đồng bộ đa khung được phát hiện và cảnh báo đầu xa bằng cách đặt bít thứ 6 của TS16 trong khung thứ nhất của đa khung là 1.
31 sự phân bố bít của TS16 Chỉ số khung Các bít từ 1-4 Cácbít từ 5-8 0 từđồng bộđa khung ‘0000’ sự mất đồng bộđa khung khung (X*XX)
1 Báo hiệu cho kênh Ch1 Báo hiệu cho Ch16
2 Báo hiệu cho kênh Ch2 Báo hiệu cho Ch17
3 Báo hiệu cho kênh Ch3 Báo hiệu cho Ch18
4 Báo hiệu cho kênh Ch4 Báo hiệu cho Ch19
5 Báo hiệu cho kênh Ch5 Báo hiệu cho Ch20 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
6 Báo hiệu cho kênh Ch6 Báo hiệu cho Ch21
7 Báo hiệu cho kênh Ch7 Báo hiệu cho Ch22
8 Báo hiệu cho kênh Ch8 Báo hiệu cho Ch23
9 Báo hiệu cho kênh Ch8 Báo hiệu cho Ch24
10 Báo hiệu cho kênh Ch10 Báo hiệu cho Ch25
11 Báo hiệu cho kênh Ch11 Báo hiệu cho Ch26
12 Báo hiệu cho kênh Ch12 Báo hiệu cho Ch27
13 Báo hiệu cho kênh Ch13 Báo hiệu cho Ch28
14 Báo hiệu cho kênh Ch14 Báo hiệu cho Ch29
15 Báo hiệu cho kênh Ch15 Báo hiệu cho Ch30
Bảng2:Dùng TS16 cho việc truyền báo hiệu kênh CAS
X: Bít không được phân bố một chức năng đặc biệt nào và thường là 1
Trong một kênh đặc biệt mẫu 4 bít giống nhau trong TS16(gọi là ‘ABCD’) được ; ặp lại đến kit hay đổi trạng thái báo hiệu .
+Báo hiệu kênh chung :Báo hiệu kênh chung (CCS) giữa hai tổng đài được liên kết bởi các hệ thống truyền dẫn số 2Mbps .TS16 được dùng truyền các thông điệp CCS dưới dạng chuẩn 8 bít kế tiếp nhau trong các khung liên tiếp .Do đó chuẩn CCS được truyền với tốc độ 64Kbps.Không có sự xắp xếp đa khung bởi vì không có mối quan hệ giữa nội dung trong TS16 và các kênh tách biệt khác ngoài ra mỗi thông điệp báo hiệu cho một nhãn chỉđịnh kênh nào các tín hiệu này liên hệ .
2.5-Hệ thống PCM 24 kênh(T1)
Hệ thống này có một khung 125µs với 24 khe thời gian 8 bít được phân bố vào 24 kênh thoại .Tiếng nói được mã hoá vào 8 bít dung luật µ .Các mẫu đồng bộ khung và đồng bộ đa khung lần lượt được mang bởi một bít đơn ngay tại đầu của mỗi khung chẵn và khung lẻ .Do đó khung chứa 1+24*8=193 bít .Tốc độ danh nghĩa là 193*8=15544kbps được gọi tắt là 1,5Mbps.
+Báo hiệu CAS:
Báo hiệu kênh liên kết cho mỗi kênh được truyền trong mỗi 6 khung ,dùng bít có ý nghĩa nhỏ nhất (LSB bit ) của mỗi khe thời gian tương ứng .Kỹ thuật này gọi là “bít-stealinh” .Nó có nghĩa là trong các khung 1 đến 5 và 7 đến 11,8 bít mang dữ liệu thoại được mã hoá mỗi kênh .Trong khi các khung 6 và 12 chỉ có 7 bít mang thông tin thoại .Sự giảm chất lượng truyền dẫn có thể nhận biết là không đáng kể .Kỹ thuật ‘bit-stealinh’ hỗ trợ khả
năng báo hiệu 1,33khz (đó là 8khz/6) cho mỗi kênh trong khe thời gian của nó .Các bít báo hiệu cho mỗi kênh trong khung thứ 6 và trong khung thứ 12 lần lượt được gọi là ‘Abít’ và ‘Bbít’.Báo hiệu một chiều DC được đại diện bởi các mẫu AB(2 bít).Giống như
hệ thống PCM 30 kênh,các mẫu chỉ định trạng thái báo hiệu và được lặp lại trong suốt thời gian của trạng thái .
+Báo hiệu đồng bộ:
Mẫu đồng bộ khung 12 bít được mang ngay tại đầu của mỗi khung lẻ.Tương tựđa khung gồm một nhóm 12 khung có khoảng thời gian là 1,5ms, được nhận dạng bởi một mẫu nhận dạng đa khung 12 bít. Được mang trong bít đầu tiên của các khung chẵn .
+ Báo hiệu CCS
Vì đa khung không yêu cầu boá hiệu kênh chung ,nên bít đầu tiên của các khung chẵn kế
tiếp nhau được dung để truyền CCS trên một hệ thống T1 . Điều này chỉ hỗ trợ một khả
năng báo hiệu 4kbps.Tuy nhiên hệ thống T1 có thể sửa để cho phép báo hiệu 64 kbps
được chuyển thông suốt . Điều này yêu cầu sự loại bỏ quá trình sử lý ngăn chặn mã zero theo bít 7 thường cung cấp cho hệ thống T1.Quá trình ngăn chặn có liên quan đến việc đặt giá trị 1 vào bít thứ 7 cho bất kỳ kênh nào có 8 bít 0 trong một khung.
33 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ch ch ch ch 1 2 23 24 các khe thời i Hình26:Khung PCM 24 kênh khung 125µs các kênh thoại Đa khung 15µs
Tín hiệu đồng bộ khung :Một bít trong mỗi khung lẻ
Tín hiệu đồng bộđa khung một bít trong mỗi khung chẵn (CCS CAS:một bít trong khe của mỗi khung thứ 6 hay 12 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mặc dù sự thay đổi không thường xuyên này của 7 bít không thể nhận biết được trên truyền dẫn thoại .,nhưng nó lại cảc trở việc dung các khe thời gian cho việc mang 8 bit dữ
liệu .Do đó hệ thống T1 đôi khi được xem như có các kênh ‘nonlear ’ (không chọn vẹn ) .Với ngăn chặn cần thiết hệ thống T1 có thể mang trong các kênh ‘clear’ của nó không chỉ báo hiệu CCS 64kbps mà còn mang bất kỳ dòng dữ liệu 64kbps nào khác .hậuquảcủa việc không ngăn chặn zero ,với giảm nội dung định thời sẽ không ảnh hưởng đến hoạt
động của kênh ‘clear’ .Hệ thống T1 mang một kênh CCS64kbps và 23 kênh thoại 64kbps. 2.6 So sánh hai hệ thống PCM
Có nhiều sự khác biệt giữa hai hệ thống PCM 30 kênh và PCM 24 kênh .Bên cạnh sựkhác nhau về số lượng kênh thoại trong mỗi khung và cácluật lượng tử được dùng ,các hệ
thống còn dùng các phương vận chuyển báo hiẹu khác nhau về cơ bản .Hệ thống PCM 30 kênh dùng một khe thời gian được chỉ định riêng biệt dưới dạng tập chung cho các báo hiệu CAS và báo hiệu CCS .Trong khi hệ thống PCM 24 kênh dùng dạng phân tán với kỹ
thuật ‘bit-stealinh’ trong các khe thời gian cho CAS .Báo hiệu CCS trên PCM 24 kênh có thể được truyền thông qua một kênh độc lập đơn bit hay trong một kênh 8 bít tốc độ
64kbps . Điều quan trọng là các chi tiết này phù hợp khi xem xét các tiến trình chuyển mạch số trong chương tiếp sau.Dưới đây là một bảng so sánh tóm tắt giữa PCM 30 kênh và PCM 24 kênh. 34 Hệ thống PCM Thám số CCITT CEPT CCITT Khu vực (T1) số khe thời gian 8 bít 32 24 số kênh thoại 30 24
số bít mã hoá cho thoại 8 7/8
luật mã hoá A µ
Báo hiệu CAS tập trung trong TS16 4 bít cho mỗi kênh
Báo hiệu CCS Các byte 8 bít trong TS16 (64 kbps)
Một bít trong mỗi khung chẵn (4kbps)
Mẫu đồng bộ khung 7 bít tập chung trong TS0 của các khung lẻ
Một bít phân tán trong các khung lẻ
số bít trong một khung 256 193
tốc đọ bít 2,048 1,544Mbps
Mã đường dây HDB3 hay 4B3T ADI/AMI
Bảng 3:So sánh 2 hệ thống PCM
Mặc dù kỹ thuật mã hoá PCM 64 kbps hiện hành ,dùng luật A hoặc luật µ là các phương pháp được chuẩn hoá quốc tế cho các tổng đài điện thoại kỹ thuật số ,nhưng vẫn còn một vài phương pháp mã hoá khác được dùng trong các ứng dụng đặc biệt .Các phương pháp này thực hiẹn mã hoá tiếng nói với tốc độ nhỏ hơn tốc độ 64kbps của PCM ,nhờ đó tận dụng được khả năng truyền dẫn số .Chắc hẳn các mã hoá tốc độ thấp này bị hạn chế về
chất lượng . đặc biệt là nhiễu và méo tần số .Do đó chúng chỉ dùng các ứng dụng đặc biệt tthường dùng trong hệ thống mạng tư nhân và quân đội không liên kết với mạng chuyển mạch công cộng .Sau đây là một số hệ thống mã hoá tiếng nói tốc độ thấp .
+CVSD (continuously variable slope delta modulation )
Kỹ thuật này là một dẫn xuất của điều chế delta ,trong đó một bít đơn được dùng để mã hoá mỗi mẫu PAM hoặc lớn hơn hoặc nhỏ hơn mẫu trước đó .Vì không bị giới hạn bởi một từ 8 bít mã hoá có thể hoạt động với tốc độ vào khoảng 20kbps .Nó được dùng rộng rãi trong mạng quân sự .CVSD cũng được dùng trong việc lưu trữ tiếng nói đã được mã hoá ở những nơi mà sự tất kiệm bộ nhớ là vấn đề sống còn của hệ thống .
+ADPCM(adative diferential PCM)
Kỹ thuật này là một dẫn xuất PCM chuẩn , ở đó sự khác biệt của các mẫu liên tiếp nhau
được mã hoá ,thay vì các mẫu được mã hoá được truyền trên đường dây .CCITT có đề
nghị một chuẩn ADPCM 32kbps cho mã hoá tiếng nói .Các nghiên cứu đang được tiếp tục để thiết kế kỹ thuật mã hoá tiếng nói có thể chấp nhận được với tốc độ 16kbps.Tuy nhiên thực tế cho thấy rằng sự hiện diện rộng khắp của các kênh 64kbps trong cả truyền dẫn số và chuyển mạch số trên toàn thế giới tạo tiêu chuẩn PCM tiếp tục chiếm ưu thế
trong một tương lai gần .Vấn đề khả quan hơn khi mà mã hoá tiếng nói tốc độ thấp trở
nên rẻ tiền và chất lượng được cải thiện .
Tóm lại cần lưu ý rằng chuẩn PCM 30 kênh dựa trên yêu cầu của một mạng tương analog và digital hỗn hợp .Khi mạng này có hàm lượng số nhiều hơn số bộ chuyển đổi A/D gặp phải trong các cuộc nối sẽđược giảm xuống và tối thiểu yêu cầu với chuẩn PCM 64kbps .Do đó một khi dấu vết của tương tự bị xoá sạch ,thì đến lượt các kỹ thuật mã hoá tốc độ thấp có thểđược triển khai cùng với hiêu quả kinh tế cao.
2.8-Các hệ thống truyền dẫn số mức cao: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các hệ thống PCM có thể lại được ghép kênh trên các hệ thống truyền dẫn số mức cao .CCITT dã số mức cao.CCITT đã định nghĩa một phân cấp số dựa trên khối 2Mbps của PCM 30 kênh ,giống như phân cấp analog FDM nhóm 12 kênh 48khz đã có .Bảng dưới
đây tóm tắt các đặc điểm của mỗi mức bao gồm kênh 64kbps.
Mức tốc độ danh định Mbps dunglượng kênh 64kbps Các hệ thống truyền dẫn 1 2,048(2)* 30 Cáp đối xứng,cáp đồng được bảo vệ,viba 2 8,448(8) 120 Cáp đồng được bảo vệ,cáp quang,viba 3 34,386(34) 480 Cáp đồng trục,cáp quang,viba 4 139,264(140) 1960 Vi ba cáp ,cáp đồng trục, cáp quang 5 563.992**(565) 7840 Cáp quang
bảng4:Phân cấp truyền dẫn số TDM của CCITT
*Các số trong ngoặc là số thường gọi cho thuận tiện ** không phải là chuẩn
Cho đến nay hầu hết các tổng đài kỹ thuật số kết cuối các hệ thống đường truyền số chỉ
với mức tốc độ 2Mbps hay 1,5Mbps.Tuy nhiên một vài hệ thống chuyển mạch số cũng kết cuối các đường 8Mbps một cách trực tiếp , điều này đề ra một biện pháp tiết kiệm giá thành truyền dẫn bằng cách loại bỏ các bộ ghép kênh từ 2 đến 8Mbps .Nhiều ý kiến cho rằng các tổng đài trong tương lai sẽ cung cấp nhiều cổng cho các hệ thống truyền dẫn số