MÔN: KỸ THUẬT GHÉP KÊNH
CHƯƠNG 1:
I ) tín hiệu và các tham số
1 ) tín hiệu: là nguồn năng lượng mang thông tin , thông tin có thể tách ra từ tín hiệu đó. Chia theo tín hiệu điện, tín hiệu quang. Thông tin chia theo dạng tín hiệu âm thanh, hình ảnh, dữ liệu..ngoài ra còn có tín hiệu số , tín hiệu tương tự, tín hiệu xung.
+ tín hiệu tương tự (analog): là tín hiệu biến đổi theo thời gian và tuân theo 1 quy luật nào đó.
+ tín hiệu xung: xung vuông , xung tam giác
2) các tham số của tín hiệu
- mức điện
- tỉ số tín hiệu trên nhiễu: SNR(dB)= 10log(Ps/Pn)=20log(Vs/Vn)=20log(Is/In)
+ các đường truyền dẫn : - đường truyền vô tuyến, đường truyền cáp kim loại, đường truyền cáp sợi quang.
+ băng thông đường truyền dẫn chính là con đường : BW(bandwidth) (Hz)
+ các hệ thống truyền dẫn : hệ thống truyền đẫn tương tự, hệ thống truyền dẫn số, hệ thống truyền dẫn vô tuyến , hệ thống truyền dẫn cáp đồng , hệ thống truyền dẫn cáp sợi quang.
+ các tham số của hệ thống truyền dẫn số
- tốc độ bit: là số bit phát đi trong 1 giây
- tỉ số lỗi bit : số bít bị lỗi trong tổng số bít truyền.
- Rung pha : là sự điều chế pha không mong muốn của tín hiệu xung xuất hiện trong truyền dẫn số và là sự biến đổi nhỏ các thời điểm có ý nghĩa của tín hiệu so với các thời điểm lý tưởng.
II ) số hóa tín hiệu tương tự
- là chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu số.
Các phương pháp : + điều chế xung mã PCM
+ điều chế xung mã vi sai DPCM
+ điều chế Delta DM
1 ) điều chế xung mã PCM
- PCM được đặc trưng bởi 3 quá trình đó là lấy mẫu, lượng tử hóa và mã hóa. Ba quá trình này được gọi là chuyển đổi A/D.
LPF
Coding
ADC
quantizing
sampling
X(t) à à à à àPCM
Trong đó : ADC : bộ chuyển tương tự sang số
LPF : lọc thông thấp
Samping : lấy mẫu
Quantizing : lượng tử hóa
Coding : mã hóa
· LPF : lọc thông thấp
- giới hạn phổ tần tin tức tín hiệu : delta f = fmax – fmin = B
- loại bỏ các can nhiễu tần số cao
- phổ tần tín hiệu thoại : 300Hz – 3400Hz
- băng thông của bộ lọc :delta f = 3,1 Khz
- phổ tần cực đại của tín hiệu thoại : fmax = 3,4KHz làm tròn fmax = 4KHz
a) lấy mẫu : là quá trình chuyển đổi tín hiệu tương tự thành dãy xung điều biên (PAM)
- tần số lấy mẫu : fs>= 2fmax ( định lí Nyquist)
- đối với tín hiệu thoại : fs = 2fmax = 2 x 4 KHz = 8 KHz
+ băng tần chuẩn của tín hiệu thoại là 0,3 đến 3,4 KHz làm tròn lên 4KHz
- đối với tín hiệu thoại ; fmax = 4KHz
- tần số lấy mẫu : fs = 2fmax = 2 x 4 =8KHz
- chu kỳ lấy mẫu : Ts= 1/ fs = 1/8KHz = 125us
- tốc độ lấy mẫu là số mẫu lấy được trên 1 đơn vị thời gian ( tần số lấy mẫu fs = 1/ Ts)
b) phương pháp lượng tử hóa
- là làm tròn biên độ xung lấy mẫu tới mức lượng tử gần nhất, mục đích là để mã hóa giá trị mỗi xung lấy mẫu thành 1 từ mã có số bit ít nhất.
- số mức lượng tử : Q = 2^n ; n là số bit sẽ được mã hóa 1 mẫu.
+ các phương pháp lượng tử hóa :
- lượng tử đều ( lượng tử hóa tuyến tính) : chia biên độ tín hiệu cần số hóa thành các khoản đều nhau , mỗi khoảng là 1 bước lượng tử delta. Nếu biên độ của tín hiệu analog là –a đến a thì số lượng tử Q và delta là : 2a / Q = delta
- lượng tử hóa không đều : chia biên độ tín hiệu lấy mẫu thành các khoảng đều nhau.
ð nhiễu lượng tử là sự cheng lệch tín hiệu đầu vào và tín hiệu đã được lượng tử hóa( giảm nhiều thì tăng mức lượng tử)
ð công suất méo lượng tử : (lượng tử hóa đều)
PMLT = delta^2 / 12
- nhiễu lượng tử có thể giảm bằng cách tăng số mức lượng tử, nhưng cách này làm tăng số bit trên 1 mẫu lượng tử làm giảm độ rộng xung và tăng băng thông của tín hiệu hay là giảm số kênh ghép
- lượng tử hóa tuyến tính : tín hiệu có biên độ nhỏ thì méo lượng tử lớn, tín hiệu lớn thì méo lượng tử nhỏ. Vì số mức lượng tử đã được định trước còn biên độ tín hiệu thì ngẫu nhiên.
- lượng tử hóa phi tuyến( không đều) : trong thực tế sẽ sử dụng lượng tử hóa phi tuyến, sử dụng các bộ khuếch đại phi tuyến là bộ nén , dãn tín hiệu.
c) mã hóa : là quá trình biến đổi xung lượng tử hóa thành 1 từ mã số bit nhất định.
+ muốn đạt được SRN = 72dB thì số mức lượng tử đều 2048, mỗi từ mã cần có 12 bit.
- trong PCM sử dụng mã hóa nén số , tạo ra từ mã chỉ có 8 bit nhưng chất lượng tương đương như lượng tử hóa đều sử dụng từ mã có 12 bit.
+ đặc tính biên độ của bộ mã hóa nén số : gồm 13 đoạn đặc tính dương, bao gồm 8 đoạn kí hiệu từ 0 đến VII mỗi đoạn gồm 16 bước lượng tử.
+ nguyên tắc hoạt động : so sánh giá trị biên độ xung lượng tử chưa bị nén số với các nguồn điện áp mẫu để xác định giá trị các bit. Kí hiệu biên độ điện áp xung cần mã hóa là VPAM.
2 ) Ghép kênh.
- mục đích ghép kênh là sử dụng nhiều tín hiệu khác nhau trên cùng 1 kênh truyền vật lý.
a) ghép kênh phân chia theo tần số FDMA.
- băng thông của môi trường truyền dẫn phải lớn hơn băng thông yêu cầu của kênh. Mỗi tín hiệu được điều chế với 1 sóng mang khác nhau. Các tần số sóng mang được tách rời nhau, vì vậy các tín hiệu không bị chồng lẫn lên nhau. Kênh vẫn được dành riêng ngay cả khi không có tín hiệu.
b) ghép kênh phân chia theo thời gian TDMA.
- tốc độ truyền dẫn thông tin của môi trường phải lớn hơn tốc độ bit được phát đi
- các tín hiệu số được ghép xen kẽ nhau theo thời gian, có thể ghép theo từng khối bit.
- các khe thời gian được ấn định trước tại nguồn và không thay đổi
- các khe thời gian được dành riêng ngay cả khi có dữ liệu.
c) ghép kênh phân chia theo mã.(DCM)
- mỗi kênh truyền như là 1 kênh cụ thể trình tự mã hóa của xung. Điều này truyền được mã hóa thường được thực hiện bằng cách truyền 1 chuỗi thời gian phụ thuộc các xung ngắn , được đặt trong chíp thời gian lớn hơn . tất cả các kênh mỗi lần với 1 mã khác nhau có thể truyền trên cùng 1 sợi và không đồng bộ.
d) ghép kênh phân chia theo bước sóng WDM.
- nhiều tín hiệu được thực hiện cùng nhau nhưng bước sóng riêng biệt của ánh sáng trong 1 tín hiệu ghép. WDM được sử dụng trong các mạng cáp quang , dựa trên cùng nguyên lý của FDM nhưng áp dụng với các bước sóng của ánh sáng trong sợi quang học.
Chương II:
1) lịch sử phát triển PCM
- trong PSTN ( mạng chuyển mạch thoại công cộng) analog (FDM) là việc truyền dẫn nhiều kênh rất khó khăn do tính phi tuyến của môi trường dẫn đến nhiễu xuyên kênh
- năm 1937 Ruver và Delorane ( ITT labs) đã thử nghiệm công nghệ TDM.
2) sơ đồ khối bộ ghép PCM-N
-
3) luồng PCM 30 và PCM 24
· luồng PCM 30
- 1 đa khung gồm 16 khung với độ dài 2ms( 16 x 125us = 2ms), 1 đa khung bao gồm 32 khe thời gian với độ dài 125us , 1 khe thời gian tương ứng với 1 kênh được mã hóa 8 bít, có độ dài 3,9us.
VPCM = 8 x 32 x 8000 = 2,048 Mbps
Luồng 2m
- trong 1 khung bao gồm các loại tín hiệu ghép
+ tín hiệu thoại :khe thứ 1 đến khe thứ 15; khe 17 đến 31
+ tín hiệu đồng bộ
+ tín hiệu báo hiệu
a) tín hiệu thoại Ts1 đến Ts15, kênh 16 tương ứng với Ts17, kênh 30 tương ứng với Ts31.
b) Tín hiệu đồng bộ
+ đồng bộ khung: gồm 7 bit từ bit số 2 đến bit số 8 trong khe Ts 0 của các khung chẵn , Mã đồng bộ khung là 0011011. tín hiệu cảnh báo mất đồng bộ khung nằm ở bít thứ 3 trong khe Ts 0 ở các khung lẻ, bit có 2 trạng thái nếu bit này = 0 thì ở trạng thái bình thường, bit = 1 thì mất đồng bộ khung.
+ tín hiệu đồng bộ đa khung : sẽ nằm trong 4 bit đầu của khe thời gian thứ 16, trong khung thứ 0 từ mã đồng bộ đa khung là 0000.
- tín hiệu cảnh báo được ghép vào vị trí bit số 6 của Ts16 trong khung thứ 0 , có 2 trạng thái =1 và = 0, nếu bit =1 mất đồng bộ đa khung nếu bit =0 đa khung ở trạng thái bình thường.
c) ghép tín hiệu báo hiệu.
-tín hiệu báo hiệu được ghép trong khe thứ 16 của khung thứ 1 đến khung thứ 15 và sử dụng 4 bit để báo hiệu 1 kênh, các bit Y sử dụng trong mạng quốc gia. Nếu bằng 1 thì bit Y sử dụng trong mạng quốc tế.
- có 2 loại báo hiệu: báo hiệu kênh chung CCF, và báo hiệu kênh kết hợp CAS.
· Luồng PCM 24(chuẩn bắc mỹ)
- đặc điểm: PCM 24 gọi là T1 theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ và Nhật bản.
- 1 đa khung gồm 12 khung độ dài 1,5ms, đa khung độ dài 125us, 1 khung bao gồm 1 bit và 24 khe thời gian , độ dài 125us , 1 khe thời gian tương ứng với 1 kênh được mã hóa = 8 bit độ dài là 5,2us.
- Trong mỗi khung có 8 x 24 + 1 = 193 bit
- Tốc độ : V = 193 x 8000 = 1544 Mbps. Trong khung có các tín hiệu như sau:
a) tín hiệu thoại: 24 khe thời gian tương ứng với 24 kênh thoại .
b) tín hiệu đông bộ : chứa trong bít F ở đầu mỗi khung.
+ bít F của các khung lẻ chứa từ mã đồng bộ khung là 101010
+ bit F của các khung chẵn chứa từ mã đồng bộ đa khung là 001110.
c) tín hiệu báo hiệu : được truyền ở trong 8 bit của tất cả các khe thời gian thuộc khung số 6 và khung số 12.
4) phân cấp ghép kênh PDH
- PDH : là phân cấp số cận đồng bộ
1920CH
139,264Mb/s
480CH
34,368Mb/s
120CH
8,448Mb/s
30CH
2,048Mb/s
1CH
64kb/s
X30à x4à x4à x4à
7680CH
564,992Mb/s
X4à
a) nguyên lý ghép luồng thứ cấp PDH.
- mỗi luồng số đầu vào sẽ được ghi vào bộ nhớ đàn hồi dưới sự điều khiển của đồng hồ ghi, và đồng hồ đọc lấy ra ở bộ tạo xung clock , mỗi bit đọc kích thích vào bộ nhớ đàn hồi sẽ lấy ra 1 bit dữ liệu, nếu bộ nhớ đàn hồi không còn bit dữ liệu nào thì có bit đọc , nhưng đầu ra không có bit dữ liệu làm xuất hiện vị trí trống ở đầu ra . bít đọc và bit ghi sẽ được đưa tới khối so pha để xác định kỹ thuật chèn âm hay dương, nhận được thông báo chèn thì khối điều khiển sẽ phát tín hiệu điều khiển chèn , khối ghép kênh sẽ tiến hành chèn bit vào vị trí quy định trong khung tiếp theo.
b) Kỹ thuật chèn trong PDH
+ chèn dương: chèn thêm xung cho luồng đến chậm so với đồng hồ ghép kênh ( tốc độ của đồng hồ đọc lớn hơn tốc độ đồng hồ ghi, hay là chu kỳ của xung ghi lớn hơn chu kỳ xung đoc).
- các bit mang thông tin giả sẽ được chèn vào chỗ trống , chỉ thị chèn dương trong mỗi khung là 3 bit 1 : 111
- phía thu nhận được chỉ thị chèn dương sẽ xóa 3 bit chèn này.
+ chèn âm: rút bớt bit trống ra khỏi luồng đến nhanh hơn so với đồng hồ ghép kênh ( tốc độ của đồng hồ ghi lớn hơn tốc độ đồng hồ đọc, hay chu kỳ của xung đọc lớn hơn chu kỳ xung của đồng hồ ghi).
- luông ra có 1 số điểm 2 bit gần trùng nhau, bit dữ liệu được đọc ra sau sẽ được ghép vào vị trí quy định trong khung và gọi là bit chèn âm.
- Chỉ thị chèn âm của mỗi luồng vào là 000 , phía thu khi nhận được chỉ thị này sẽ tách bit dữ liệu tại thời điểm chèn.
c) Cấu trúc khung các luồng E2, E3, E4, E5. trong PDH
- Cấu trúc khung cấp 2 ( E2 – 8,448 Mb/s)
Bạn đang đọc truyện trên: Truyen2U.Pro