Giáo trình Kỹ thuật truyền số liệu - Chương 4: Phân kênh và giải phân kênh
Chöông IV
PHAÂN KEÂNH
vaø GIAÛI PHAÂN KEÂNH
4.1 Môû ñaàu
Giöõa A vaø B ta coù nhieàu thieát bò truyeàn vaø nhaän ñoàng thôøi vôùi nhau. Ta coù theå maéc ñöôøng daây song
song ñeå ñoàng thôøi cuøng truyeàn vaø nhaän. Neáu ta taïo ra moät thieát bò ñeå phaân phoái ñöôøng truyeàn thoâng
tin thì ta coù theå taän duïng ñöôïc ñöôøng truyeàn, ñoàng thôøi cuõng giaûm ñöôïc soá ñöôøng daây noái giöõa A vaø
B.
Ví duï ta coù theå nhoùm 50 ñöôøng telex coù toác ñoä 200 bauds treân 4 ñöôøng daây chaát löôïng toát (coù theå
truyeàn ñöôïc 9600 bit/s), nhö vaäy giaù thueâ ñöôøng daây seõ 3 laàn reû hôn cho moãi tröôøng hôïp rieâng leõ.
Treân thöïc teá, coù 2 caùch thöïc hieän vieäc nhoùm ñoù: boä phaân keânh vaø taäp trung.
4.2 Boä phaân keânh vaø boä taäp trung
Boä phaân keânh hay boä taäp trung ñeàu coù cuøng nhieäm vuï laø nhoùm caùc ñöôøng döõ lieäu treân moät ñöôøng
chính goïi laø ñöôøng hoãn hôïp. Ta coù theå phaân bieät 2 kyõ thuaät ñoù nhö sau:
4.2.1 Boä taäp trung:
Treân nguyeân taéc chung, boä taäp trung coù nhieàu ñaàu ra (thöïc teá chæ coù 1) giöõa nhieàu ñaàu vaøo. Thoâng
tin ôû nhieàu ñaàu vaøo ñöôïc ñöa vaøo moät heä thoáng xöû lyù vaø ñöa ra truyeàn treân ñöôøng daây hoãn hôïp.
Toång löu löôïng cuûa caùc ñöôøng vaøo coù theå lôùn hôn löu löôïng ñöôøng ra.
Hình 4.1 Boä taäp trung.
Neáu taát caû caùc ñöôøng vaøo ñöôïc söû duïng ñoàng thôøi thì toác ñoä (löu löôïng) ñoù ñöôøng daây coù theå khoâng
ñaùp öùng ñöôïc, boä taäp trung coù theå giöõ moät phaàn thoâng tin ñeå sau ñoù laïi truyeàn hoaëc cuõng coù theå
khoùa moät hay nhieàu ñöôøng vaøo. Moät boä taäp trung coù theå laø moät maùy mini vaø heä thoáng chöông trình
cuûa noù, noù coù theå giaûi quyeát caùc chöùc naêng phuï khaùc nhö: chuyeån maõ, ñoåi toác ñoä v.v...
4.2.2 Boä phaân keânh (Multiplex):
Hình 4.2 Boä phaân keânh.
Ngöôïc vôùi boä taäp trung, boä phaân keânh phaân chia caùc keânh söû duïng theo moät phöông phaùp coá ñònh
theo thôøi gian, hay taàn soá.
Neáu söï phaân chia ñoù theo quy luaät taàn soá, ta coù boä phaân keânh taàn soá; neáu theo quy luaät chia thôøi
gian, ta coù boä phaân keânh theo thôøi gian.
Moät phaàn töû mang coù löu löôïng laø D cho n keânh vaøo coù löu löôïng laø Di, toång löu löôïng nDi khoâng
ñöôïc vöôït quaù D.
Ta coù:
4.3 Caáu truùc vaø ñaëc tính cuûa boä phaân keânh (Mux):
4.3.1 Caáu truùc chöùc naêng:
Nhieäm vuï veà nguyeân lyù cuûa moät boä phaân keânh laø söï toång hôïp döõ lieäu treân nhieàu ñöôøng toác ñoä thaáp
(goïi laø ñöôøng toác ñoä cô sôû) thaønh daõy döõ lieäu treân ñöôøng truyeàn coù toác ñoä cao (goïi laø ñöôøng toác ñoä
cao hay ñöôøng hoãn hôïp).
Ñeå thöïc hieän vieäc nhoùm döõ lieäu ngöôøi ta duøng boä phaân keânh theo taàn soá hoaëc boä phaân keânh theo
thôøi gian. Trong caû 2 tröôøng hôïp (loaïi) caáu truùc chöùc naêng cuûa noù hoaøn toaøn gioáng nhau:
• moät boä phaän ñeå phaân keânh (Mux hoaëc Demux)
• boä phaän quaûn lyù nhöõng ñöôøng toác ñoä cô sôû (OVBV)
• boä phaän quaûn lyù ñöôøng toác ñoä cao (OVHV)
Trong tröôøng hôïp phaân keânh taàn soá, ñöôøng toác ñoä cô baûn (OVBN) thöïc hieän söï chuyeån ñoåi nhöõng
tín hieäu nhò phaân nhaän ñöôïc thaønh tín hieäu lieân tuïc goàm nhöõng soùng hình sin vôùi taàn soá ñaõ choïn vaø
ñöôøng toác ñoä cao (OVHV) baûo ñaûm phuø hôïp ñieän giöõa boä phaân keânh vôùi ñöôøng daây.
Neáu laø boä phaân keânh theo thôøi gian, boä phaân keânh thöïc hieän vieäc nhoùm vaø lieân tieáp hoùa nhöõng kyù
töï (hoaëc bit) cuûa ñöôøng toác ñoä thaáp thaønh ñöôøng toác ñoä cao vaø cung caáp tín hieäu clock.
Nhöõng ñaëc tröng cuûa boä phaân keânh ñöôïc bieåu thò do caùch taùc ñoäng vaø nhoùm döõ lieäu, söï meàm deõo
cuûa thieát bò.
Hình 4.3 Caáu truùc cuûa boä phaân keânh.
Vôùi nhöõng tính chaát cuûa noù ngöôøi ta coù theå söû duïng rieâng leû hoaëc chung cho maïng döõ lieäu.
4.3.2 Hieäu suaát cuûa boä phaân keânh:
Giaû söû moät boä phaân keânh toång hôïp döõ lieäu treân n ñöôøng toác ñoä cô baûn vôùi nhòp ñoä vaän chuyeån moãi
ñöôøng laø Ci (i = 1 .. , n) vaø phaùt moät daõy döõ lieäu treân ñöôøng daây toác ñoä cao coù löu löôïng D. Trong
tröôøng hôïp boä phaân keânh thôøi gian, löu löôïng D ñaëc tröng cho maïch döõ lieäu ñöôøng toång hôïp. Luùc
ñoù noù khoâng hoaøn toaøn gioáng nhö boä phaân keânh veà taàn soá. Boä phaân keânh taàn soá coù theå thay ñoåi löu
löôïng vôùi caùc boä phaân keânh khaùc nhau vaø noù bò haïn cheá do vieäc söû duïng ñieàu taàn. Trong tröôøng
hôïp ñoù, ñeå ñaëc tröng cho ñöôøng toác ñoä cao ngöôøi ta thöôøng xem nhö ñöôøng daây toác ñoä cao coù löu
löôïng D thöïc hieän treân ñöôøng daây ñieàu cheá nhôø modem QAM thoâng thöôøng (thöôøng treân ñöôøng
telephone ngöôøi ta choïn D = 4800 b/s).
Ta coù: Ci laø nhòp truyeàn cöïc ñaïi cho pheùp cuûa ñöôøng toác ñoä thaáp thöù i. Moãi Ci goàm coù N bit nhò
phaân (1 kyù töï). Ví duï: treân ñöôøng daây 110 bauds, moãi kyù töï coù N = 8 bit vôùi 1 bit Start vaø 2 bit Stop,
vaäy soá bit cuûa Ci laø 10. Vaäy toác ñoä truyeàn Di = CiN
Ta ñònh nghóa hieäu suaát cuûa 1 boä phaân keânh nhö sau:
Hieäu suaát=
Vôùi ñònh nghóa hieäu suaát cuûa boä phaân keânh cho pheùp ta coù theå so saùnh caùc boä phaân keânh khaùc nhau
cuøng coù löu löôïng D.
4.3.3 Khaû naêng troän caùc ñöôøng thoâng baùo cuûa boä phaân keânh:
Nhöõng thoâng baùo döõ lieäu ôû boä phaân keânh taïi cuøng thôøi ñieåm coù theå phaân bieät qua maõ, löu löôïng vaø
caùch truyeàn (ñoàng boä hoaëc khoâng ñoàng boä) cuûa noù. Vôùi khaû naêng coù theå, boä phaân keânh phaûi chaáp
nhaän tuøy theo loaïi. Neáu nhö caáp ñoù khoâng thoûa maõn nhöõng yeâu caàu, caàn phaûi laäp moät caáp khaùc vaø
ôû ñoù giaûi quyeát hieäu naêng cuûa boä phaân keânh.
4.3.4 Söï dôøi cuûa caùc ñöôøng:
Hình 4.4 Söï dôøi caùc ñöôøng truyeàn.
Ñeå ñònh nghóa khaùi nieäm dôøi ñöôøng, ta giaû thieát coù 3 boä phaân keânh A, B, C noái qua ñöôøng daây AB,
AC. Nhöõng boä phaân keânh coù theå giaûiä phaân keânh roài laïi phaân keânh ôû B (keânh trong tröôøng hôïp b. ôû
hình veõ) hoaëc coù theå tröïc tieáp töø AB qua BC maø khoâng giaûiä phaân keânh (keânh 2 ôû tröôøng hôïp c).
Ngöôøi ta noùi raèng boä phaân keânh B coù khaû naêng chuyeån ñöôøng toác ñoä cô sôû giöõa 2 söï noái (coù khi goïi
laø ñoåi ñöôøng). Söï ñoåi caùc ñöôøng cho pheùp ta giaûm giaù thaønh vaät lieäu cuûa moät boä phaân keânh vaø
ñöôøng toác ñoä cao trong khi ta coù moät boä phaân keânh coù caáu truùc toång hôïp.
4.3.5 Truyeàn nhöõng kyù hieäu:
Boä phaân keânh ngoaøi nhieäm vuï truyeàn döõ lieäu caàn thieát giöõa caùc keânh thoâng tin, coøn phaûi truyeàn
nhöõng tín hieäu khaùc nhö: cho pheùp ñoái thoaïi giöõa caùc boä phaân keânh sau khi kieåm tra, cho pheùp söï
ñoái thoaïi giöõa cuïm noái maïch ñeán 2 ñieåm (keânh) beân ngoaøi (truyeàn söï thay ñoåi möùc tín hieäu noái,
yeâu caàu phaùt, doø phaàn töû mang, chæ thò goïi ...). Coù 2 phöông phaùp ñeå truyeàn tín hieäu ñoù: trong baêng
hoaëc ngoaøi baêng.
• Truyeàn trong baêng: cuõng treân keânh döõ lieäu, thay theá thoâng tin ñöôïc truyeàn baèng nhöõng tín
hieäu caàn thieát.
• Truyeàn ngoaøi baêng: ngöôøi ta duøng nhöõng keânh rieâng ñeå truyeàn nhöõng tín hieäu ñoù. (keânh 16
cuûa maùy PCM, keânh Ra, keânh Me ...)
4.4 Boä phaân keânh theo taàn soá (FDM) - Ñieän baùo ñieàu hoøa
4.4.1 Nguyeân lyù:
Hình veõ 4.5 cho ta nguyeân lyù phaân keânh vaø giaûi phaân keânh cuûa boä phaân keânh taàn soá.
Ta coù N thoâng tin caàn truyeàn mi (t) vôùi (i=1 ® N) töø A sang B. Moãi thoâng tin ñöôïc ñieàu cheá bôûi moät
soùng mang coù taàn soá fi. ÔÛ ñaây ta coù theå duøng ASK, FSK, PSK ñeå thöïc hieän ñieàu cheá. Toång caùc tín
hieäu ñaõ ñieàu cheá taïo ra mc(t). Phoå cuûa tín hieäu ñieàu cheá cuõng ñöôïc chæ ra ôû hình veõ. Ñeå khoâng bò
maát thoâng tin fi phaûi choïn sao cho caùc phoå sau khi ñieàu cheá khoâng ñöôïc choàng nhau.
Tín hieäu toång hôïp mc(t) coù baêng thoâng laø B. Ngöôøi ta yeâu caàu B > .
Hình 4.5 Phaân keânh theo taàn soá.
Tín hieäu thu ñöôïc ôû boä phaän thu ñöa ñeán ñaàu vaøo cuûa N boä loïc baêng thoâng coù taàn soá trung taâm laø fi
vaø baêng thoâng laø Bi ñeå ta thu laïi caùc tín hieäu fi ñaõ ñöôïc ñieàu cheá. Khi giaûi ñieàu cheá ta ñöôïc mi (t) .
Chuù yù raèng trong FDM daõy soùng mang khoâng haïn cheá nhö trong maïch modem söû duïng ñöôøng
telephone maø söï haïn cheá chuû yeáu do baêng thoâng ñöôøng truyeàn. Baûng sau ñaây cho ta töông quan
giöõa ñöôøng truyeàn vaø daõy taàn choïn cho FDM.
Soá keânh
Baêng thoâng
Phoå
AT vaø T
CCITT
12
48 kHz
60 -108 kHz
Group
Group
60
300
240 kHz
1.232 MHz
2.52 MHz
3.872 MHz
312 - 552 kHz
812 - 2044 kHz
Supergroup
Supergroup
Mastergroup
600
564 - 3084 kHz
Mastergroup
900
8.516 -12.338 MHz
Supermastergroup
N*600
Mastergroup
Multiplex
3,600
16.984 MHz
57.442 MHz
0.564 -17.548 MHz
3.124 - 60.566 MHz
Jumbogroup
Jumbogroup
Multiplex
10,800
Taàn soá mang tieâu chuaån duøng ôû Baéc Myõ vaø Quoác teá
Nguyeân lyù chung cuûa phaân keânh theo taàn soá ñaõ noùi moät phaàn ôû treân. Trong tröôøng hôïp truyeàn soá
lieäu, chuùng ta noùi theâm veà nhöõng boä phaân keânh cuûa nhöõng tín hieäu lieân tuïc nhö nhöõng ñöôøng
telephone, nhöng vôùi daõy soá lieäu, ta goïi laø ñieän baùo ñieàu hoøa. Boä phaân keânh chuyeån nhöõng tín hieäu
di(t) cuûa töøng ñöôøng toác ñoä thaáp i thaønh tín hieäu sin döïa vaøo söï bieán ñoåi:
Caëp taàn soá :
töông öùng nhöõng ñöôøng khaùc nhau ñöôïc choïn fi sao cho noù khoâng choàng cheùo nhau trong baêng
thoâng cuûa ñöôøng telephone (300 - 3400 Hz).
Yeâu caàu chính cho FDM laø:
Khoaûng caùch cuûa taàn soá mang fi cuõng nhö giaù trò w1 ñeàu baét buoäc do khaû naêng cuûa boä loïc vaø
boä taùch soùng taàn soá toàn taïi trong boä giaûi ñieàu cheá.
Taàn soá w1 töông öùng vôùi keânh coù löu löôïng D ñöôïc choïn ñeå giaûm söï meùo sao cho naêng
löôïng cöïc ñaïi coù theå taäp trung trong khoaûng fi ± w1. Khi truyeàn ñieän baùo CCITT cho :
Toác ñoä
Taàn soá
50 bauds : f = 420 + (i - 1)120 Hz vaø w = 30 Hz ® cho pheùp giaûi quyeát 24 ñöôøng
i
1
100 bauds : f = 480 + (i - 1)240 Hz vaø w = 60 Hz ® cho pheùp giaûi quyeát 12 ñöôøng
i
1
200 bauds : f = 600 + (i - 1)480 Hz vaø w = 120 Hz ® cho pheùp giaûi quyeát 6 ñöôøng
i
1
4.4.2 Truyeàn kyù hieäu
Trong tröôøng hôïp phaân ñöôøng cho maïch ñieän baùo khoâng coù nhöõng kyù hieäu. Nhöõng tín hieäu ñieän baùo
ñieàu hoøa khoâng truyeàn.
4.4.3 Hieäu suaát cuûa Mux-taàn soá:
Mux-taàn soá haïn cheá veà khaû naêng toác ñoä (50, 100, 200 bauds), noù coù hieäu suaát thaáp nhö ôû baûng :
Toång soá bit 1 kyù töï
Soá ñöôøng toác
ñoä thaáp
Toác ñoä ñieàu cheá
Soá kyù töï truyeàn Toác ñoä nhò phaân ñöôøng
Hieäu suaát
trong 1 giaây
toác ñoä cao
Start N Stop
1
1
1
5
8
8
1.5
2
24
12
6
50 bauds
6.6 car/s
800 bit/s
4.800 bit/s
4.800 bit/s
0.26
0.20
0.20
110 bauds
200 bauds
10 car/s
20 car/s
1
4.5 Nhöõng boä phaân keânh theo thôøi gian
4.5.1 Phaân keânh thôøi gian theo kyù töï:
Kyõ thuaät phaân keânh thôøi gian ñaõ ñöôïc ñöa vaøo öùng duïng ñeå ñöôïc hieäu suaát cao cuûa boä phaân keânh
treân maïng coå ñieån. Ñeå coù theå ñöa ra chính xaùc veà nguyeân lyù cuûa noù ta giaû thieát raèng daõy soá truyeàn
coù löu löôïng laø D bit/s. (ví duï D = 2400 ôû hình veõ), thieát laäp söï noái giöõa 2 boä phaân keânh. Ta caét daõy
soá ñoù thaønh töøng khoái coù ñoä daøi L bit, goïi laø khung vaø moãi moät khung ñöôïc chia thaønh n khoái nhoû,
moãi khoái coù ñoä daøi l i bit goïi laø khoaûng thôøi gian ñaëc tröng IT. Nhö vaäy caùc IT trong moät khung coù
cuøng ñoä daøi, ta coù theå vieát:
Nhòp ñieäu laäp laïi cuûa caùc khung laø D/L khung/sec. Söï keá tieáp nhöõng khoaûng thôøi gian coù cuøng soá
hieäu i ôû caùc khung khaùc nhau taïo thaønh moät ñöôøng döõ lieäu goïi laø keânh thöù i. Keânh thöù i coù theå cho
qua l i bit thoâng tin suoát trong khoaûng thôøi gian L/D sec nhö vaäy soá bit nhò phaân laø l i.D/L)
Hình 4.6 Phaân keânh theo thôøi gian.
ÔÛ ñaây, toác ñoä cuûa daõy döõ lieäu ôû keânh coù toác ñoä thaáp caàn phaûi ñoåi ñeå coù toác ñoä phuø hôïp ôû ñöôøng toác
ñoä cao. Giaû thieát moät ñöôøng döõ lieäu khai thaùc trong caùch truyeàn khoâng ñoàng boä vôùi maõ ñöôïc söû
duïng coù ñoä daøi töø laø li bit vaø moät nhòp ñieäu truyeàn Ci kyù töï/giaây. Coù theå truyeàn treân keânh i thoâng tin
söû duïng trong ñieàu kieän:
• Giöõ taïm thôøi li bit cuûa moät kyù töï nhaän ñöôïc cuûa baêng toác ñoä thaáp trong khi chôø ñôïi khoaûng
thôøi gian ñaàu tieân cho keânh i.
• Taïo laïi tín hieäu Start, Stop ôû ñaàu kia.
Hình 4.7 Maïch ñoåi toác ñoä truyeàn.
Söï giöõ nhöõng tín hieäu trong boä phaân keânh nhôø vaøo 2 boä ghi dòch li coät nhò phaân nhö hình veõ.
Tín hieäu coù toác ñoä thaáp ñöa vaøo boä phaän ghi dòch coù clock ClK1 vaø ñöôïc ñöa sang boä phaän ghi dòch
coù ClK2. Khi ñeán löôït noù seõ ñöôïc ñöa leân ñöôøng truyeàn vôùi ClK2 phuø hôïp vôùi toác ñoä truyeàn cuûa
ñöôøng toång hôïp.
Ñieàu kieän l i ³ li
D/L > Ci
ÔÛ ñaàu kia, boä phaän thu giöõ taïm thôøi li bit thoâng tin nhaän ñöôïc , theâm vaøo ñoù tín hieäu Start, Stop vaø
truyeàn tín hieäu vôùi toác ñoä Di treân ñöôøng toác ñoä thaáp töông öùng vôùi keânh.
Troän nhöõng ñöôøng thoâng tin coù löu löôïng khoâng gioáng nhau :
Ta bieát trong khoaûng IT caùc boä phaân keânh phaûi baûo ñaûm truyeàn moät löôïng thoâng tin ñaûm baûo löu
löôïng D. Moät caùch ñôn giaûn phaân keânh cuûa nhieàu keânh Di gioáng nhau ta chæ caàn gheùp caùc keânh ñoù
laïi ñeå coù D = n.Di
Vaán ñeà: coù theå gheùp nhieàu keânh Di khaùc nhau ñeå taïo thaønh boä phaân keânh hay khoâng? Coù nghóa laø
trong thôøi gian IT cho moãi ñöôøng coù soá löôïng bit khaùc nhau? Moät caùch coù theå duøng laø: ta choïn IT
cho ñöôøng coù löu löôï cao nhaát ñeå duøng cho taát caû caùc ñöôøng nhöng laøm nhö vaäy thì hieäu suaát söû
duïng thaáp. Hai phöông phaùp khaùc thöôøng ñöôïc duøng laø:
Phöông phaùp 1:
Choïn Di laø beù nhaát vaø duøng noù ñieàu cheá cho caùc keânh.
Thaønh laäp keânh coù löu löôïng: Di, 2Di, 3Di tuøy theo thoâng tin thích hôïp ta ngaét thaønh Di,
2Di, 3Di .
Phöông phaùp 2:
Ngöôïc laïi ta tính L cho tröôøng hôïp cöïc ñaïi, sau ñoù ta tính löu löôïng cho D/2; D/3; D/4.
Hai phöông phaùp treân cuøng cho ta moät hieäu suaát nhöng phöông phaùp khoù ñoàng boä.
Hieäu suaát:
Phaân keânh thôøi gian hieäu quaû cao hôn nhieàu so vôùi phaân keânh taàn soá.
Trong cheá ñoä khoâng ñoàng boä noù chaáp nhaän taát caû caùc ñöôøng töø 50 - 19200 b/s.
Trong cheá ñoä ñoàng boä: 1200 - 56000 b/s vaø hieäu suaát cuûa noù nhö baûng:
Soá bit trong 1 töø
Soá ñöôøng
Toác ñoä
Toác ñoä car/s
Löu löôïng nhò phaân
ñöôøng toång hôïp
Hieäu suaát
Start N Stop
toác ñoä thaáp
ñieàu cheá
1
1
8
8
2
1
50
23
110
200
10 car/s
4.800 bit/s
4.800 bit/s
800. bit/s
0.83
0.70
20 car/s
1
1
5
8
1
2
7
5
600
110
60 car/s
10 car/s
0.78
4.5.2 Phaân keânh thôøi gian theo bit
Nguyeân lyù:
Hoaøn toaøn gioáng nhö phaân ñöôøng theo character, chæ khaùc ôû choã khoaûng IT ñöôïc choïn laø ñoä daøi 1
bit.Thoâng thöôøng ngöôøi ta choïn :
D = 19200 b/s
Di = 1200 b/s
L = 16 b/s
Nhö vaäy ta coù ñöôïc Mux vôùi 16 keânh, ñoä daøi cho 1 keânh laø 1 bit.
4.6 Boä phaân keânh theo thoáng keâ
Döïa vaøo söï phaùt trieån cuûa m P, phaân keânh thôøi gian theo thoáng keâ cho ta moät theá heä môùi cuûa boä
phaân keânh. Töø naêm 1975 nhöõng boä phaân keânh daïng naøy ñaõ ñöôïc baùn ôû Phaùp. Sô ñoà chöùc naêng cuûa
boä phaân keânh theo thoáng keâ nhö hình 4-8.
Döïa treân cô sôû m P, boâä phaân keânh do moät hoaëc nhieàu m P taïo neân.
Caùc thoâng baùo nhò phaân cuûa ñöôøng toác ñoä thaáp daïng kyù töï phuø hôïp maõ vaø toác ñoä ñöôøng daây choïn
ñöôïc bieán ñoåi laàn nöõa theo moät phöông phaùp nhaát ñònh ôû boä phaän tieàn maõ hoùa, caùc töø seõ coù ñoä daøi
thích hôïp, caàn thieát.
Ví duï: ngöôøi ta choïn nhöõng kyù töï thöôøng xuaát hieän nhö A, E bieán thaønh nhöõng kyù töï coù maõ 4, 5 bit.
Nhöõng kyù töï ít xuaát hieän coù ñoä daøi lôùn hôn: 12, 13 bit.
Hình 4.8 Sô ñoà chöùc naêng phaân keânh thoáng keâ.
Vieäc laøm ñoù daãn ñeán toàn taïi caùc baûng bieán ñoåi phuø hôïp trong boä phaân keânh: baûng cho chöõ vaø baûng
cho ngoân ngöõ.
Nhôø duøng phöông phaùp ñoåi ñoù, coù theå ñaït ñöôïc ñoä daøi trung bình 5 - 6 bit cho 1 kyù töï. Nhöõng kyù töï
ñöôïc bieán ñoåi ñöôïc ñöa vaøo boä nhôù ñeäm cho töøng ñöôøng (ñöôïc chia trong boä nhôù chung).
Sau khi khaûo saùt phaùt hieän ñöôïc nhöõng ñöôøng caàn truyeàn thoâng tin ñöôïc ñöa vaøo boä nhôù toác ñoä cao
(khung thôøi gian) vaø caùc kyù töï ñöôïc truyeàn treân ñöôøng toác ñoä cao.
Coù nhieàu caùch ñeå toå chöùc khung thôøi gian, moät trong nhöõng caùch ñoù laø duøng 2 byte ñeå bieåu thò cho
moät khung:
• byte thöù 1 : soá hieäu khung
• byte thöù 2 : soá löôïng kyù töï
Hình 4.9 Toå chöùc khung thôøi gian theo phöông phaùp duøng 2 bytes chæ thò.
Hình 4.10 Toå chöùc khung thôøi gian theo phöông phaùp chia ñeàu.
Moät caùch toå chöùc khaùc: ngöôøi ta chia khung thôøi gian cho caùc ñöôøng nhö nhau tuøy theo toác ñoä
ñöôøng truyeàn maø soá löôïng kyù töï ñöôïc ñöa vaøo khung nhieàu hay ít.
4.7 Heä thoáng T1/E1
4.7.1 Muïc ñích cuûa T1/E1:
Heä thoáng T1/E1 laø maïng dung löôïng lôùn ñöôïc thieát keá cho söï truyeàn soá caùc tín hieäu: tieáng noùi,
video vaø döõ lieäu. Nhöõng thöïc hieän ban ñaàu cuûa T1/E1 cho tín hieäu tieáng noùi ñöôïc soá hoùa coù nhieàu
öu vieät veà khía caïnh toát hôn cuûa coâng ngheä soá hoùa. Sau thôøi gian ngaén ñöa vaøo duøng T1 cho Baéc
Myõ, ITU-I coâng boä chuaån E1 ñeå söû duïng cho chaâu Aâu. E1 gioáng nhö T1 nhöng chuùng khoâng hoaøn
toaøn töông thích.
Nhöõng heä thoáng ñoù ñöôïc duøng kyõ thuaät khoâng ñoàng boä, nhöõng thieát bò cuûa heä thoáng khoâng duøng
xung ñoàng boä chung (clock chung) vaø do ñoù chuùng khoâng ñöôïc ñoàng boä vôùi nhau. Thaät ra, caùc phaàn
töû thao taùc vôùi möùc ñoä cho pheùp sai ñaëc bieät vaø chính xaùc hôn noù goïi laø maïng Plesiochronous. Nhö
vaäy, haàu heát treân theá giôùi, caùc heä thoáng hieän coù ñöôïc goïi laø heä thoáng phaân caáp soá plesiochronous,
(PDH: plesiochronous digital hierarchy).
Ta döïa treân cô sôû boä phaân keânh 24 ñöôøng cho ngöôøi söû duïng thaønh 1 ñöôøng vaät lyù TDM. Ñöôøng
truyeàn coù toác ñoä 1,544Mbit/s. Vôùi toác ñoä naøy trong nhöõng naêm 60 noù laø toác ñoä cao coù theå ñaùp öùng
cho ñöôøng daây song haønh vôùi khoaûng caùch gaàn 2km (1mile). Ñieàu thuù vò laø vôùi khoaûng caùch ñoù
(tính ñuùng laø 6000 feet) ñöôïc coi laø khoaûng caùch giöõa nhöõng manhole trong thaønh phoá roäng. Noù
ñöôïc coi laø khoaûng caùch cho pheùp coâng vieäc baûo trì nhö noái caùp, ñaët caùc traïm khueách ñaïi. Ñöôøng
noái vaät lyù ñöôïc cung caáp thoûa thuaän laø thay nhöõng boä khueàch ñaïi thaønh caùc repeater.
Khaùi nieäm T1 ñöôïc caùc nhaø saûn xuaát Myõ ñöa ra ñeå chæ moät loaïi thieát bò maïng ñaëc bieät. Ngaøy nay,
noù duøng ñeå chæ heä thoáng maïng noùi chung, moät toác ñoä döõ lieäu, moät boä phaân keânh thay ñoåi vaø nhöõng
thoûa thuaän frame. Moät khaùi nieäm coâ ñoïng hôn laø: DS1. DS1 mieâu taû boä phaân keânh mang tín hieäu soá
do phaàn töû mang T. Moät caùch ñôn giaûn, ôû ñaây ta coi T1 ñoàng nghóa vôùi DS1 vaø khaùi nieäm DS3 ñoàng
nghóa vôùi T3. Ta thaáy raèng, boä thieát keá T qui ñònh heä thoáng mang nhöng trong maïch truyeàn soá phaân
caáp ñöôïc thieát keá laø DS-n, vôùi n laø möùc phaân keânh cuûa DS1. Baûng sau cho ta nhöõng ñieåm chung söû
duïng phaân keânh soá ôû Myõ, chaâu Aâu vaø Nhaät.
Baéc Myõ
Nhaät
Chaâu AÂu
64KBit/s
64 KBit/s
64KBit/s
1,544 MBit
1,544 MBit
2,048 MBit
24 keânh tieáng noùi
6,312 MBit/s
24 keânh tieáng noùi
6,312 MBit/s
30 keânh tieáng noùi
8,448 MBit/s
96 keânh tieáng noùi
44,736 MBit/s
96 keânh tieáng noùi
32,064 MBit/s
120 keânh tieáng noùi
34,368 MBit/s
672 keânh tieáng noùi
274,176 MBit/s
480 keânh tieáng noùi
97,728 MBit/s
480 keânh tieáng noùi
139,264 MBit/s
4032 keânh tieáng noùi
1440 keânh tieáng noùi
1920 keânh tieáng noùi
Baûng heä thoáng mang phaân keânh phaân caáp.
Ngaøy nay, T1/E1 laø toát nhaát cho pheùp truyeàn nhöõng tín hieäu tieáng noùi ñöôïc soá hoùa vôùi maõ PCM
hoaëc ADPCM (adaptive differential PCM). Hieän nay kyõ thuaät cho pheùp maõ hoùa moät hình aûnh
analog chuyeån thaønh doøng bit soá, roài nhieàu heä thoáng T1 ñöôïc cho pheùp TDM tieáng noùi vaø döõ lieäu
thaønh 24 khe thôøi gian söû duïng trong moãi frame.
4.7.2 Ñoà hình ñieån hình:
Hình 4.11 cho ta ñoà hình T1 (töông töï cho E1). Khoâng coù gì ñaëc bieät trong ñoà hình naøy. Noù coù theå
haïn cheá trong ñoà hình ñieåm-ñieåm vôùi 2 boä phaân keânh T1 ñöôïc noái vôùi nhau treân ñöôøng noái toác ñoä
1,544Mbit/s hoaëc noù coù theå duøng cho heä thoáng soá noái tröïc tieáp (DCS: Digital Cross System).
Hình 4.11 Ñoà hình ñieån hình T1.
Tieáng noùi, döõ lieäu hoaëc hình aûnh video coù theå duøng moät ñöôøng daãn (pipe). Döõ lieäu truyeàn ñöôïc keát
thuùc qua boä phaân keânh theo thoáng keâ (STDM) roài duøng TDM phaùt trieån löu thoâng ñöa ñeán ñöôøng
truyeàn thoâng qua khoái phuïc vuï keânh. CSU (channel service unit) hoaëc thieát bò khaùc nhö khoái dòch
vuï döõ lieäu DSU (data service unit), CSU vaø DSU coù theå laø toå hôïp. Muïc ñích cuûa CSU laø bieán ñoåi
nhöõng tín hieäu ôû boä phaän söû duïng thaønh tín hieäu ñöôïc chaáp nhaän cho ñöôøng noái soá vaø ngöôïc laïi taïi
boä phaän thu. CSU thöïc hieän clock vaø phaùt laïi tín hieäu treân caùc keânh. Noù cuõng thöïc hieän caùc chöùc
naêng gioáng nhö ñieàu kieän ñöôøng daây. Söï nhaát quaùn treân baêng thoâng keânh cuûa tín hieäu, chia laïi tín
hieäu, noù hoaøn laïi doøng xung nhò phaân vaø kieåm tra voøng ngöôïc, noù bao goàm söï truyeàn cuûa tín hieäu
thöû giöõa DSU vaø nhöõng thieát bò maïng cuûa phaàn töû mang.
Baêng thoâng cuûa ñöôøng daây ñöôïc chia thaønh nhöõng toác ñoä T1 thay ñoåi. Ví duï: heä thoáng video coù theå
söû duïng baêng 768Kbit/s, STDM coù theå phaân keânh vôùi toác ñoä thay ñoåi cho ñeán 56Kbit/s vaø coù theå söû
duïng cho thao taùc CAD/CAM coù baêng thoâng 128Kbit/s.
4.7.3 Caùc lôùp cuûa T1 vaø E1:
Trong töông quan vôùi moâ hình OSI, caùc lôùp cuûa T1,E1 chæ coù moät lôùp. Lôùp vaät lyù (hình 4.12). Lôùp
naøy ñònh nghóa söï keát noái, tín hieäu thoûa öôùc, daïng cuûa frame vaø nhöõng ñieàu coù trong caùc lôùp vaät lyù.
Hình 4.12 Caùc lôùp T1 vaø E1.
4.7.4 T1/E1 PDUs:
Frame T1 (hoaëc PDU cuûa OSI) bao goàm 24 khe 8 bit vaø moät bit ñoàng boä (frame bit) nhö hình 4-13.
Ñeå giaûi maõ doøng döõ lieäu ñeán, boä thu phaûi cho pheùp keát hôïp moãi laàn laáy maãu vôùi keânh TDM chính
xaùc. Toái thieåu ôû ñieåm baét ñaàu vaø keát thuùc frame phaûi ñöôïc ñaùnh daáu laïi. Chöùc naêng cuûa bit ñoàng boä
(frame bit) laø cung caáp phaùt hoïa ñoù. Bit ñoàng boä laø bit thöù 193 cuûa frame (xem trong chöông 2,
phaàn PCM trong heä thoáng ñieän thoaïi). Noù khoâng phaûi laø moät phaàn thoâng tin ngöôøi söû duïng maø laø
bit coäng theâm trong moät frame do heä thoáng caáp.
Hình 4.13 Caùc frame T1 vaø E1.
ÖÙng duïng cuûa noù phuï thuoäc vaøo loaïi cuûa T1 vaø tuoåi cuûa coâng ngheä.
Moät soá baêng ñöôïc duøng keânh T1 duøng 8bit trong moät khe cho tín hieäu kieåm tra. Moät soá tín hieäu caàn
ñöôïc kieåm tra nhö: nhaác maùy, boû maùy xuoáng, chuoâng, baùo baän, ñaûo ngöôïc nguoàn v.v… Suoát trong
thôøi gian phaùt trieån thieát bò T1, caùc nhaø thieát keá nhaän thaáy raèng, moãi 8bit ñaõ khoâng caàn cho tín hieäu.
Caùc thieát bò veà sau ñöôïc goïi laø DS, söû duïng 8bit cöù moãi laàn 6 hoaëc 12 frame ñeå cung caáp thoâng tin
tín hieäu. Bit chæ thò nhoû nhaát trong frame ñoù ñöôïc vieát ñi lieàn vôùi bit tín hieäu. YÙ töôûng ñoù ñöôïc goïi
laø bit cöôùp (robbing bit) vaø nhöõng bit cuûa frame bò cöôùp rieâng cho 6 hoaëc 12 ñöôïc goïi laø nhöõng bit
A vaø B.
Ñeå truyeàn döõ lieäu, 8bit khoâng ñöôïc tin caäy laém neân nhieàu haõng choïn bit ñoù ñeå chaån ñoaùn tín hieäu
döõ lieäu. Keát quaû heä thoáng T1 vaø nhöõng heä thoáng coù lieân quan duøng toác ñoä 56Kbit/s (8000khe/s *
7bit = 56.000bit/s) thay vì toác ñoä 64Kbit/s (8.000khe/s * 8bit = 64.000bit/s).
Toác ñoä 2,048Mbit/s töông töï nhö tính T1 cho E1, noù söû duïng thôøi gian cho frame laø 125m s. Tuy
nhieân, frame E1 ñöôïc chia thaønh 31 khe TDM vaø E1 duøng 8bit ñeå cho tín hieäu kieåm tra (nhö hình 4-
13).
4.7.5 Keát luaän:
Nhöõng heä thoáng T1/E1 ñaõ phuïc vuï toát cho coâng nghieäp. Tuy nhieân noù bò haïn cheá do söï quaûn lyù caùc
thao taùc cuûa noù vaø noù cung caáp ít cung uùng kieåm tra ñaàu cuoái cho nhöõng dòch vuï cho tröôùc. Tröôùc
kia, baêng thoâng söû duïng (phaàn control header) cho quaûn lyù maïng khoâng ñöôïc khuyeán khích vì tranh
chaáp dung löôïng truyeàn bò haïn cheá cuûa caùc tieän ích vôùi söï phuø hôïp söï löu thoâng cuûa phaàn ñaàu ñoù
(overheader). Ngaøy nay, yù töôûng thònh haønh laø söû duïng dung löôïng cao cuûa sôïi quang vaø boä xöû lyù,
cho pheùp thaønh laäp moät soá baêng thoâng (large control headers) ñeå cung öùng nhieàu dòch vuï quaûn lyù
maïng.
Nhöõng kyõ thuaät cuõ ñoù cuõng duøng maïch phaân keânh baát tieän. Duø noù coù caáu truùc khoâng ñoàng boä (moãi
maùy chaïy vôùi clock rieâng cuûa noù thay vì duøng clock chung taát caû caùc maùy cuûa maïng). Söï khaùc nhau
veà thôøi gian giöõa caùc maùy thích hôïp cho vieäc cheøn caùc bit trong doøng löu thoâng (bit stuffing).
Nhöõng bit nhö vaäy coù theå khoâng cheøn khi doøng löu thoâng ñöôïc giaûi phaân keânh töø toác ñoä cao ñeán toác
ñoä thaáp. Thay vì löu thoâng ñoù phaûi ñöôïc giaûi phaân keânh hoaøn toaøn ôû boä phaân keânh hoaëc boä chuyeån
maïch ñeå taïo taûi söû duïng coù theå thaâm nhaäp cho quaù trình sau.
Cuõng caàn phaûi caån thaän khi ñaùnh giaù moät coâng ngheä ñöôïc ñöa ra söû duïng hôn 30 naêm veà tröôùc.
T1/E1 ñaùnh daáu moät böôùc tieán boä trong quaù trình coâng nghieäp hoùa thoâng tin lieân laïc, nhöng noù cuõng
nhö moïi saûn phaåm trong coâng nghieäp, noù khoâng theå toàn taïi maõi maø phaûi bò thay theá baèng
Sonet/SDH, nhöng T1/E1 seõ coøn ñöôïc söû duïng trong moät thôøi gian daøi nöõa.
11 trang
20960
Free
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Kỹ thuật truyền số liệu - Chương 4: Phân kênh và giải phân kênh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_ky_thuat_truyen_so_lieu_chuong_4_phan_kenh_va_gia.doc
