ISDN và băng thông rộng với Frame Relay và ATM - Phần 1 Giới thiệu - Chương 2

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

110
lượt xem 34
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

truyền dẫn số Trong ch-ơng này tổng quan về một vài vấn đề mấu chốt liên quan đến truyền dẫn số . Phần một làm rõ về kĩ thuật truyền dẫn số , t-ơng tự . Rồi thì việc mã hoá tín hiệu t-ơng tự thành tín hiệu số đ-ợc kiểm tra . Phần tiếp theo thảo luận về việc phân kênh. Ch-ơng này còn bao gồm việc thảo luận hệ thống sóng mang số mà nó tạo thành hệ x-ơng sống của mạng số , diện rộng. 2.1 Truyền dữ liệu số và t-ơng tự Khái niệm tuơng...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ISDN và băng thông rộng với Frame Relay và ATM - Phần 1 Giới thiệu - Chương 2

Ch−¬ng 2 truyÒn dÉn sè Trong ch−¬ng nµy tæng quan vÒ mét vµi vÊn ®Ò mÊu chèt liªn quan ®Õn truyÒn dÉn sè . PhÇn mét lµm râ vÒ kÜ thuËt truyÒn dÉn sè , t−¬ng tù . Råi th× viÖc m· ho¸ tÝn hiÖu t−¬ng tù thµnh tÝn hiÖu sè ®−îc kiÓm tra . PhÇn tiÕp theo th¶o luËn vÒ viÖc ph©n kªnh. Ch−¬ng nµy cßn bao gåm viÖc th¶o luËn hÖ thèng sãng mang sè mµ nã t¹o thµnh hÖ x−¬ng sèng cña m¹ng sè , diÖn réng. 2.1 TruyÒn d÷ liÖu sè vµ t−¬ng tù Kh¸i niÖm tu¬ng tù vµ sè t−¬ng øng víi sù liªn tôc vµ rêi r¹c. Hai thuËt ng÷ nµy sö dông mét c¸ch liªn tôc khi nãi truyÒn d÷ liÖu trong 3 néi dung : d÷ liÖu , b¸o hiÖu vµ truyÒn dÉn. Ta coi d÷ liÖu lµ c¸i truyÒn ®¹t mét ý nghÜa nµo ®ã. Hoµn toµn cã thÓ nhËn ra d÷ liÖu ë 1 d¹ng nhÊt ®Þnh. Tin tøc ph¶i trong néi dung hoÆc biªn dÞch cña d÷ liÖu nµy. B¸o hiÖu lµ ho¹t déng truyÒn tÝn hiÖu trong m«i tr−êng æn ®Þnh. Cuèi cïng sù truyÒn lµ sù th«ng tin cña d÷ liÖu b»ng c¸ch truyÒn vµ sö lÝ c¸c tÝn hiÖu. D÷ liÖu t−¬ng tù vµ sè D÷ liÖu t−¬ng tù nhËn c¸c gi¸ trÞ liªn tôc trong c¸c kho¶ng thêi gian. VÝ dô : TiÕng nãi vµ h×nh ¶nh biÕn ®æi liªn tôc vÒ c−êng ®é . Hçu hÕt c¸c d÷ liÖu nhËn ®−îc tõ c¸c ®Çu ®o nh− nhiªth ®é , ¸p suÊt lµ c¸c gi¸ trÞ liªn tôc. D÷ liÖu sè nhËn c¸c gi¸ trÞ gi¸n ®o¹n . VÝ dô nh− c¸c kÝ tù ch÷ , c¸c sè nguyªn .. TÝn hiÖu t−¬ng tù vµ sè Trong hÖ thèng th«ng tin , c¸c d÷ liÖu ®−îc truyÒn tõ ®iÓm nµy tíi ®iÓm kia b»ng c¸c tÝn hiÖu ®iªn (?). TÝn hiÖu t−¬ng tù lµ c¸c sãng ®iÖn tõ thay ®æi liªn tôc cã thÓ ®−îc truyÒn nhiÒu m«i tr−êng tuú thuéc vµo tÇn sè. VÝ dô m«i tr−êng cã thÓ lµ d©y ®ång ( c¸p xo¾n ®«i hay c¸p ®ång trôc ) hoÆc lµ c¸p quang hay khÝ quyÓn ( v« tuyÕn ) . Trong khi ®ã tÝn hiÖu sè lµ chuçi c¸c xung ®iÖn thÕ cã thÓ ®−îc truyÒn qua d©y ®ång ( Mét møc http://www.ebook.edu.vn
®iÖn ¸p kh«ng ®æi nµy cã thÓ ®Æc tr−ng cho møc “1” cßn mét møc ®iÖn ¸p kh¸c kh«ng ®æi cã thÓ ®Æc tr−ng cho møc “0” ) ViÖc truyÒn tÝn hiÖu sè rÎ h¬n truyÒn tÝn hiÖu t−¬ng tù vµ Ýt bÞ ¶nh h−ëng cña nhiÔu h¬n. Nh−ng tÝn hiÖu sè suy gi¶m nhiÒu h¬n . H×nh 2.1 biÓu diÔn chuçi c¸c xung ®iÖn ¸p ®−îc ph¸t ra tõ mét nguån cã 2 møc ®iÖn ¸p vµ ®iÖn ¸p thu nhËn ®−îc t¹i mét kho¶ng c¸ch kh¸c qua m«i tr−êng dÉn. c¸c xung trë nªn trßn ®Çu vµ bÐ ®i. Râ rµng lµ ®é suy hao ®· lµm m¸t th«ng tin khi truyÒn. H×nh 2.1 Sù suy gi¶m tÝn hiÖu sè C¸c d÷ liÖu sè hay d÷ liÖu t−¬ng tù ®Òu cã thÓ ®−îc biÓu diÔn hay truyÒn bëi hoÆc tÝn hiÖu sè hoÆc tÝn hiÖu t−¬ng tù. §iÒu nµy minh ho¹ trong h×nh 2.2. Nãi chung tÝn hiÖu t−¬ng tù lµ mét hµm theo thêi gian vµ chiÕm mét gi¶i tÇn sè giíi h¹n. Mét vÝ dô ®iÓn h×nh lµ d÷ liÖu tiÕng nãi, sãng ©m hay d÷ liÖu tiÕng nãi cã c¸c thµnh phÇn tÇn sè trong kho¶ng tõ 20Hz tíi 20KHz. Tuy nhiªn n¨ng l−îng tho¹i chØ tËp trong trong kho¶ng tÇn sè hÑp . Phæ cña tiÕng nãi chuÈn ho¸ trong kho¶ng 300Hz tíi 3400Hz vµ trong kho¶ng ®ã tiÕng nãi truyÒn nghe rÊt râ rµng . C¸c thiÕt bÞ tho¹i sö dông d¶i tÇn sè sãng ®iÖn tõ 300Hz – 3400Hx ®Ó chuyÓn ®æi tõ sãng ®iÖn tõ sang sãng ©m vµ ng−îc l¹i http://www.ebook.edu.vn
H×nh 2.2 TÝn hiÖu t−¬ng tù ®æi sang sè vµ ng−îc l¹i D÷ liÖu sè cã thÓ ®−îc biÓu diÔn b¨ng c¸c tÝn hiÖu t−¬ng tù khi sö dông c¸c modem ( Modulation - DeModulation ) C¸c Modem nµy biÕn ®æi c¸c chuçi nhÞ ph©n ( Hai gi¸ trÞ ) thµnh c¸c tÝn hiÖu t−¬ng tù b»ng c¸ch ®iÒu chÕ tÇn sè sãng mang. TÝn hiÖu thu ®−îc cã phæ tÇn sè trung t©m t¹i tÇn sè sãng mang vµ cã thÓ ®−îc truyÒn qua m«i tr−êng . HÇu hÕt c¸c modem ®Òu biÕn ®æi c¸c d÷ liÖu sè thµnh phæ tiÕng nãi ®Ó cho phÐp c¸c d÷ liÖu sè nµy cã thÓ ®−îc truyÒn qua tuyÕn tho¹i . §Çu kia cña tuyÕn tho¹i , mét modem gi¶i ®iÒu chÐ tÝn hiÖu , tr¶ l¹i d÷ liÖu sè .. Mét c¸ch t−¬ng tù , d÷ liÖu t−¬ng tù cã thÓ biÓu diÔn thµnh c¸c tÝn hiÖu sè . C¸c thiÕt bÞ thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng nµy cho d÷ liÖi tiÕng nãi ®−îc gäi lµ codec ( Code – DeCode ) . Trong ®ã Code codec l¸y mét tÝn hiÖu t−¬ng tù biÓu diÔn mét d÷ liÖu tiÕng t−¬ng øng biÕn ®æi thµnh c¸c tÝn hiÖu víi mét chuçi bÝt . §Çu kia , chuçi bit ®−îc sö dông ®Ó kh«i phôc l¹i d÷ liÖi t−¬ng tù . §iÒu nµy sÏ ®−îc nãi trong phÇn 2.2 Cuèi cïng d÷ liÖu sè cã thÓ biÓu diÔn trùc tiÕp thµnh d¹ng nhÞ ph©n víi hai møc ®iÖn ¸p. §Ó n©ng cao ®Æc tÝnh truyÒn dÉn , c¸c d÷ liÖu nhÞ ph©n th−êng ®−îc m· ho¸ thµnh c¸c d¹ng phøc t¹p h¬n cña tÝn hiÖu sè . §iÒu nµy sÐ nãi ®Õn trong ch−¬ng 3 Sù truyÒn tÝn hiÖu t−¬ng tù vµ sè TÝn hiÖu s« vµ t−¬ng tù cã thÓ ®−îc truyÒn t¹i c¸c m«i tr−êng thÝch hîp . C¸i c¸ch mµ c¸c tÝn hiÖu nµy ®−îc sö lÝ lµ mét chøc n¨ng cña hÖ thèng truyÒn dÉn . B¶ng 2.1 tæng kÕt c¸c ph−¬ng ph¸p truyÒn d÷ liÖu. Sù truyÒn t−¬ng tù nghÜa lµ truyÒn tÝn hiÖu t−¬ng tù mµ kh«ng quan t©m ®Õn néi dung cña nã : TÝn hiÖu t−¬ng tù nµy cã thÓ thÓ hiÖn d÷ liÖu t−¬ng tù ( nh− tiÕng nãi .. ) hoÆc d÷ liÖu sè ( nh− d÷ liÖu ®−îc chuyÓn qua modem .. ) Trong mäi tr−êng hîp sù suy hao tÝn hiÖu t−¬ng tù ®· giíi h¹n kho¶ng c¸ch truyÒn dÉn . http://www.ebook.edu.vn
§Ó truyÒn ®i xa ta ph¶i dïng c¸c bé khuÕch ®¹i ®Ó bï ®¾p n¨ng l−îng bÞ mÊt m¸t . Nh−ng nã khuÕch ®¹i c¶ thµnh phÇn nhiÔu, trªn kho¶ng c¸ch xa th× ta ph¶i chång thªm c¸c bé khuyÕch ®¹i vµ do vËy lµm tÝn hiÖu mÐo l¹i cµng thªm mÐo. §èi víi d÷ liÖu t−¬ng tù ( nh− tiÕng nãi .. ) viÖc mÐo mét tÝ cã thÓ ®−îc tÝch luü vµ do vËy d÷ liÖu trë nªn khã chÊp nhËn a) D÷ liÖu vµ tÝn hiÖu TÝn hiÖu t−¬ng tù TÝn hiÖu sè D÷ liÖu t−¬ng tù (1) TÝn hiÖu chiÕm cïng tÇn Dø liÖu t−¬ng tù ®−îc m· ho¸ sè víi d÷ liÖu t−¬ng tù khi dïng codec t¹o ta chuçi (2) Dø liÖu t−¬ng tù ®−îc bÝt sè ®iÒu chÕ chiÕm vïng tÇn sè kh¸c D÷ liÖu sè D÷ liÖu sè ®−îc m· khi sö (1) tÝn hiÖu gåm 2 møc ®iÑn dông modem ®Ó t¹o ra tine ¸p biÎu diÔn 2 gi¸ trÞ nhÞ hiÖu t−¬ng tù ph©n (2) d÷ liÖu sè so thÓ ®−îc m· hoa sinh ra tÝn hiÖu sè víi ®Ëc tÝnh phï hîp b) Ph−¬ng ph¸p sö lÝ tÝn hiÖu TruyÒn t−¬ng tù TruyÒn sè D÷ liÖu t−¬ng tù §−îc truyÒn qua bé khuyÕch Gi¶ sö r»ng tÝn hiÖu t−¬ng tù ®¹i, tÝn hiÖu cã cïng c¸ch biÓu diÔn d÷ liÖu sè , d÷ liÖu biÓu diÔn d÷ liÖu t−¬ng tù truyÒn qua c¸c bé lÆp. T¹i hay d÷ liÖu sè mçi bé lÆp d÷ liÖu sè ®−îc kh«i phôc D÷ liÖu sè Kh«ng sö dông TÝn hiÖu sè biÓu diÔn chuçi bit “1” vµ “0”, ®−îc truyÒn qua c¸c bé lÆp. t¹i mçi bé lÆp c¸c bit “1”,”0” ®−îc kh«i phôc B¶ng 2.1 TruyÒn tÝn hiÖu sè , t−¬ng tù http://www.ebook.edu.vn
TruyÒn sè, ng−îc l¹i, cÇn biÕt néi dung cña tÝn hiÖu. Chóng ta l−u ý r»ng mét tÝn hiÖu sè cã thÓ ®−îc truyÒn chØ trong 1 kho¶ng c¸ch nhÊt ®Þnh tr−íc khi ®é suy hao lµm háng sù toµn vÑn cña d÷ liÖu. §Ó truyÒn tÝn hiÖu sè ®i xa, c¸c bé lÆp ( repeater ) ®−îc ®Æt trªn ®−êng truyÒn. C¸c bé lÆp thu tÝn hiÖu sè kh«i phôc l¹i d¹ng cña tÝn hiÖu vµ l¹i tiÕp tôc ph¸t tÝn hiÖu sè míi. V× thÕ dé suy hao ®−îc gi¶i quyÕt. Kü thuËt t−¬ng tù cã thÓ ®−îc sö dông víi tÝn hiÖu t−¬ng tù nÕu tÝn hiÖu mang d÷ liÖu sè, t¹i mét vÞ trÝ t−¬ng øng hÖ thèng truyÒn dÉn cã thiÕt bÞ ph¸t l¹i chø kh«ng chØ dÓ khuyÕch ®¹i. C¸c thiÕt bÞ ph¸t l¹i nµy sÏ kh«i phôc d÷ liÖu sè tõ ¸cc tÝn hiÖu t−¬ng tù sau ®ã truyÒn ®i tÝn hiÖu míi s¹ch.. V× thÕ ån kh«ng ®−îc tÝnh ®Ðn. Mét c©u hái tù nhiªn ®Æt ra lµ ph−¬ng ph¸p truyÒn dÉn nµo ®−îc lùa chän . C©u tr¶ lêi tõ phia c¸c nhµ c«ng nghiÖp viÔn th«ng vµ ng−êi dïng lµ truyÒn sè lµ ph−¬ng ph¸p tèi −u h¬n. C¸c nguyªn nh©n quan träng lµ do : • Gi¸ : C«ng nghÖ VLSI ( Very-large-scale-integration ) lµm gi¸ thµnh vµ kÝch th−íc cña c¸c m¹ch sè liªn tôc gi¶m. Trong khi gi¸ b¶o tr× c¸c thiÕt bÞ sè lµ nhá so víi c¸c thiÕt bÞ t−¬ng tù . • TÝnh toµn vÑn cña tÝn hiÖu sè : Dïng c¸c bé lÆp sè thay v× c¸c bé khuÕch ®¹i t−¬ng tù hiÖu lùc cña ån vµ sù suy gi¶m tÝn hiÖu kh«ng ®−îc tÝch luü v× thÕ nã cho phÐp tÝn hiÖu sè ®−îc truyÒn ®i xa h¬n , vµ qua ®−êng truyÒn kÐm chÊt l−îng h¬n bëi ph−¬ng tiÖn sè b¶o tr× tÝnh toµn vÑn d÷ liÖu • Kh¶ n¨ng sö dông : §©y lµ tÝnh kinh tÕ khi x©y dùng ®−êng truyÒn víi b¨ng th«ng rÊt cao – bao gåm c¸c kªnh vÖ tinh vµ c¸p quang . Kh¶ n¨ng hîp kªnh cao (Multiplex) lµ cÇn thiªt cho phÐp c¸c tÝn hiÖu sè cã hiÖu suÊt , dÔ dµng vµ rÎ tiÒn khi ph©n chia thêi gian ( TDM-Time devision Multiplex), cßn tÝn hiÖu t−¬ng tù ph©n chia theo tÇn sè (FDM-Frequency devision Multiplex) . • Sù riªng t− vµ an ninh : Kü thuËt m· ho¸ ®· øng dông nhanh chãng cho d÷ liÖu sè vµ cho c¶ tÝn hiÖu t−¬ng tù ®· ®−îc sè ho¸. • Sù tÝch hîp : Víi c¶ th«ng tin t−¬ng tù vµ sè ph¶i ®−îc sè ho¸ , tÊt c¶ c¸c tÝn hiÖu cã cïng d¹ng cã thÓ ®−îc sö lÝ nh− nhau. V× vËy møc ®é kinh tÕ vµ sù thuËn tiªn cã thÓ ®¹t ®−îc b»ng c¸ch tÝch hîp tiÕng nãi , h×nh ¶nh , truyÒn h×nh vµ d÷ liÖu sè. 2.2 Sù m∙ ho¸ sè tÝn hiÖu t−¬ng tù http://www.ebook.edu.vn
Sù ph¸t triÓn cña m¹ng viÔn th«ng c«ng céng ( PSTN ) muèn truyÒn dÉn sè ®ßi hái d÷ liÖu tiÕng nãi ph¶i ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng sè. H×nh 2.3 minh ho¹ mét h×nh ¶nh chung : tÝn hiÖu tiÕng nãi t−¬ng tù ®−îc sè ho¸ t¹o ra c¸c mÉu “1” vµ “0” , còng nh− c¸c tÝn hiÖu sè víi c¸c mÉu “1” vµ “0” ®−îc ®Æt vµo mét modem sao cho mét tÝn hiÖu t−¬ng tù cã thÓ ®−îc truyÒn. Tuy nhiªn tÝn hiÖu t−¬ng tù míi nµy kh¸c xa víi tÝn hiÖu tiÕng nãi nguyªn gèc. C¸c thiÕt bÞ ph¸t l¹i chØ lµ c¸c bé khuyÕch ®¹i ®−îc sö dông ®Ó cho phÐp kÐo dµi ®é dµi truyÒn d·n . TÊt nhiªn tÝn hiÖu t−¬ng tù míi ph¶i ®−îc biÕn ®æi ng−îc l¹i thµnh d÷ liÖu t−¬ng tù t−¬ng øng víi lèi vµo tiÕng nãi nguyªn gèc H×nh 2.3 : Sè ho¸ d÷ liÖu t−¬ng tù §iÒu chÕ xung m∙ ( PCM - Pulse code Modulation ) Mét kÜ thuËt tèt nhÊt ®−îc biÕt ®Õn ®Ó sè ho¸ tiÕng nãi lµ PCM. PCM dùa trªn lý thuyÕt lÊy mÉu mµ nã ®−îc ph¸t biÓu nh− sau : NÕu mét tÝn hiÖu s(t) ®ù¬c lÊy mÉu t¹i c¸c kho¶ng thêi gian æn ®Þnh vµ t¹i tèc ®é lín h¬n hai lÇn tÇn sè tÝn hiÖu cã gi¸ trÞ lín nhÊt th× c¸c mÉu chøa t©t c¶ c¸c th«ng tin cña tÝn hiÖu nguyªn gèc . Hµm s(t) cã thÓ ®−îc kh«i phôc tõ ¸cc mÉu nµy b»ng c¸ch sö dông c¸c bé läc th«ng thÊp NÕu d÷ liÖu tiÕng nãi ®−îc giíi h¹n tÇn sè d−íi 4000Hz th× 8000 mÉu trong 1 gi©y sÏ ®−îc sö dông ®Ó lÊy mÉu tÝn hiÖu tiÕng nãi t−¬ng tù. Chó ý r»ng ®©y lµ c¸c mÉu t−¬ng tù. §Ó biÕn ®æi thµnh sè mçi mét mÉu t−¬ng tù ph¶i ®−îc thay b»ng mét m· nhÞ ph©n. H×nh 2.4 chØ ra mét vÝ dô mµ mçi mét mÉu t−¬ng øng ( l−îng tö ho¸ ) víi mét trong 16 møc – mçi mÉu biÓu diÔn thµnh 4 bit ( Gi¸ trÞ l−îng tö ho¸ chØ lµ xÊp xØ , ®iÒu quan träng lµ khi kh«i phôc ph¶i tr¶ l¹i chÝnh x¸c tÝn hiÖu nguyªn gèc) . B»ng c¸ch dïng mÉu 8 bit cho phÐp cã tíi 256 møc l−îng tö chÊt l−îng cña tiÕng nãi ®−îc kh«i phôc lµ cã thÓ so s¸nh ®−îc víi chÊt l−îng tiÕng truyÒn t−¬ng tù. Chó ý r»ng tèc ®é d÷ liÖu 8000 mÉu/giÉy x 8 bit/mÉu = 64k bit/gi©y lµ cÇn thiÕt cho tÝn hiÖu tiÕng nãi http://www.ebook.edu.vn
H×nh 2.4 : §iÒu chÕ xung m· Nã chung , PCM sö dông kÜ thuËt m· ho¸ phi tuyÕn , cã nghÜa lµ 256 møc l−îng tö lµ kh«ng b»ng nhau, gi¶i quyÕt vÊn ®Ò sai sè tuyÖt ®ãi trung b×nh cña mçi mét mÉu lµ ph¶i nh− nhau . B»ng c¸ch dïng mét sè lín c¸c møc l−îng tö ho¸ cho c¸c tÝn hiÖu cã biªn ®é thÊp vµ mét sè Ýt c¸c møc l−îng tö ho¸ cho c¸c tÝn hiÖu cã biªn ®é cao. §iÒu nµy lµm mÐo gi¶m ®i http://www.ebook.edu.vn
PCM tÊt nhiªn cã thÓ ®−îc sö dông cho c¶ tÝn hiÖu tiÕng nãi kh¸c. VÝ dô tÝn hiÖu cña TV mÇu sö dông b¨ng th«ng 4.6MHz cã thÓ cho phÐp chÊt l−îng ®¹t 10 bit/mÉu víi tèc ®é d÷ liÖu lµ 92Mbit/gi©y TÝnh hoµn thiÖn ChÊt l−îng tiÕng nãi ®ñ tèt víi 128 møc l−îng tö khi m· hoa 7 bit ( 27 = 128) TÝn hiÖu tho¹i chiÕm b¨ng th«ng 4KHz v× vËy phï hîp víi lÝ thuyÕt lÊy mÉu , c¸c mÉu cã tèc ®é 8000 mÉu/gi©y. Sö dông ®iÒu nµy cho phÐp tèc ®é d÷ liÖu ®¹t tíi 8000 x 7 = 56 Kb/s ®Ó d÷ liÖu sè m· hoa PCM C¸i cÇn xem xÐt lµ b¨ng th«ng cÇn thiÕt. TÝn hiÖu tiÕng nãi t−¬ng tù cã b¨ng th«ng 4KHz. TÝn hiÖu sè 56Kb/s cÇn b¨ng th«ng tèi thiÓu 28KHz. ThËm chÝ mét sè kh¸c cÇn cao h¬n vÝ dô nh− TV mÇu m· hoa 10 bit cã tèc ®é 92Mb/s víi b¨ng th«ng 4.6MHz Tuy nhiªn kÜ thuËt ph¸t triÓn ®Ó cho phÐp m· ho¸ cã hiÖu qu¶ h¬n. Trong tr−êng hîp cña tiÕng nãi , ®Ých ph¶i ®¹t tíi lµ b¨ng th«ng l©n cËn 4KHz. Víi truyÒn h×nh , h×nh ¶nh x¸c ®Þnh theo c¸c khung liªn tiÕp , c¸c ®iÓm ¶nh t−¬ng øng c¸c khung sÏ kh«ng thay ®æi , KÜ thuËt m· ho¸ xuyªn khung cho phÐp gi¶m b¨ng th«ng xuèng cßn 15Mhz vµ c¸c c¶nh thay ®æi mét c¸ch chËm ch¹p. Nh− vËy víi h×nh ¶nh héi th¶o tõ xa cho phÐp gi¶m xuèng 64KB/s hay thÊp h¬n 2.3 Hîp kªnh Trong c¶ hai th«ng tin néi h¹t vµ diÖn réng , th−êng th× kh¶ n¨ng truyÒn dÉn cña ®−¬ng truyÒn v−ît qu¸ yªu cÇu truyÒn dÉn cña mét tÝn hiÖu ®¬n lÎ. §Ó n©ng cao hiÖu su©t truyÒn dÉn cña hÖ thèng , nã ®−îc thiÐt kÕ sao cho cã thÓ mang nhiÒu tÝn hiÖu trªn mét ®−êng truyÒn. §iÒu nµy gäi lµ hîp kªnh ( Multiplexing ) H×nh 2.5 ®−a ra multiplexing ph©n biÖt theo h×nh d¹ng ®¬n gi¶n nhÊt. Cã n lèi vµo tíi bé hîp kªnh ( Multiplexer ) . Bé hîp kªnh ®−îc nèi b»ng 1 ®−êng nèi tíi bé ph©n kªnh ( DeMultiplexer ) . §−êng nèi nµy cã kh¶ n¨ng mang n kªnh d÷ liÖu riªng biÖt . Bé hîp kªnh ( Multiplexer ) tæ hîp d÷ liÖu tõ n ®−êng lèi vµo vµ truyÒn dÉn víi tèc ®é cao . http://www.ebook.edu.vn
Bé ph©n kªnh nhËn d÷ liÖu ®· ®−îc hîp kªnh vµ t¸ch d÷ liÖu ( DeMultiplexer ) phï hîp theo c¸c kªnh vµ ph¸t ®i theo c¸c ®−êng t−¬ng øng H×nh 2.5 Bé hîp kªnh Sù ®a d¹ng cña bé hîp kªnh ®Ó truyÒn dÉn sè liÖu cã thÓ ®−îc gi¶i thÝch nh− sau : 1. Tèc ®é truyÒn dÉn d÷ liÖu cµng cao th× thiÕt bÞi truyÒn dÉn cµng cã hiÖu qu¶ kinh tÕ tøc lµ ®ãi víi mét øng dông cho tr−íc víi mét kh¶ng c¸ch cho tr−íc , chi phÝ cho mét kb/s sÏ gi¶m khi tèc ®é truyÒn dÉn d÷ liÖu t¨ng lªn. T−¬ng tù : chi phÝ cho mçi kb/s cña thiÕt bÞ thu/ph¸t sÏ gi¶m xuèng khi tèc ®ä d÷ liÖu t¨ng 2. HÇu hÕt c¸c thiÕt bÞ truyÒn d÷ liÖu riªng lÎ Ýt nhiÒu ®Òu cÇn ph¶i cã hç trî vÒ tèc ®é d÷ liÖu . VÝ dô víi hÇu hÕt c¸c øng dông client/server , tèc ®é d÷ liÖu 64 kb/s ®−îc coi lµ thõa Do c¸c thiÕt bÞ truyÒn th«ng c¸ nh©n yªu cÇu tèc ®é d÷ liÖu võa ph¶i vµ kh¶ n¨ng truyÒn cña ph−¬ng tiÖn lín h¬n nhiÒu dung l−îng yªu cÇu do ®ã ®Ó gi¶m gi¸ thµnh vµ n©ng cao hiÖu qña c¸c hÖ thèng ®−îc thiÕt kÕ ®Ó mang nhiÒu tÝn hiÖu riªng trªn cïng mét ®−êng truyÒn vËt lý: hîp kªnh. H×nh 2.6 FDM vµ TDM http://www.ebook.edu.vn
Cã 2 ph−¬ng ph¸p hîp kªnh ®−îc dïng réng r·i : Hîp kªnh chia theo miÒn tÇn sã FDM ( Frequency-Division Multiplexing ) vµ hîp kªnh theo miÒn thêi gian TDM ( Time- Division Multiplexing ) : • FDM : §−îc dïng khi ®é réng b¨ng cña ®−êng truyÒn lín h¬n ®é réng b¨ng yªu cÇu cho 1 tÝn hiÖu ®· cho . Mét sè tÝn hiÖu cã thÓ ®−îc truyÒn dÉn ®ång thêi mçi tÝn hiÖu ®−îc ®iÌu chÕ b»ng 1 tÇn sè kh¸c nhau sao cho b¨ng th«ng cña mçi tÝn hiÖu kh«ng chång lÊp nhau. Trªn h×nh 2.6a ®−a ra tr−êng hîp ®¬n gi¶n cña FDM . S¸u nguån tÝn hiÖu ®−îc ®−a vµo mét bé hîp kªnh sao cho ®iÒu chÕ mçi mét tÝn hiÖu thµnh mét tÇn sè kh¸c nhau ( f1 , f2 , .. , f6 ) . Mçi mét tÝn hiÖu ®ßi hái mét ®é réng b¨ng th«ng nµo ®ã xung quanh tÇn sè sãng mang ®−îc coi nh− lµ mét kªnh. §Ó tr¸nh ¶nh h−ëng lÉn nhau c¸c kªnh ®−îc t¸ch biÖt nhau bëi d¶i bê ( Guard bands ). VÝ dô ®Ó hîp kªnh c¸c tÝn hiÖu tiÕng nãi mµ phæ cña chóng trong kho¶ng 300Hz – 3400Hz v× thÕ mét b¨ng th«ng réng 4KHz ®−îc sö dông ®Ó mang c¸c tÝn hiÖu tiÕng nãi vµ cho gi¶i bê. C¶ Nam Mü vµ Quèc tÕ sö dông 12 kªnh tho¹i 4KHz ®Ó truyÒn trong kho¶ng tÇn sè 60KHz – 108KHz . Khi ®−êng truyÒn tèc ®é cao h¬n c©ng c¸c kªnh > 4KHz • TDM : Cã −u ®iÓm khi dïng tèc ®é bit ( ®«i khi - kh«ng ph¶i lµ tÊt c¶ - ®−îc gäi lµ b¨ng th«ng ) cña ®−¬ng truyÒn cã thÓ ®¹t lín h¬n nhiÒu tèc ®é d÷ liÖu yªu cÇu cña tÝn hiÖu sè. C¸c tÝn hiÖu sè hîp kªnh cã thÓ ®−îc mang chØ trªn mét ®−êng truyÒn b»ng c¸ch xen kÏ theo thêi gian c¸c cöa cña mçi mét tÝn hiÖu. Cã thÓ lµ chÌn xen kÏ tõng bit hoÆc tõng khèi t¸m bÝt hoÆc sè l−îng nhiÒu h¬n thÕ. VÝ dô bé hîp kªnh trong h×nh 2.6b cã 6 lèi vµo , mçi mét lèi vµo cã tèc ®é 9.6 Kb/s Mét ®−êng truyÒn cã dung l−îng truyÒn ®Én 56.7 Kb/s cã kh¶ n¨ng t¶i tÊt c¶ 6 tÝn hiÖu trªn. T−¬ng tù nh− FDM , c¸c khe thêi gian tuÇn tù ®−îc gäi lµ c¸c kªnh. Mét chu k× cña c¸c khe thêi gian ®−îc gäi lµ mét khung ( Frame ) Ph−¬ng ph¸p TDM nh− trong h×nh 2.6b ®−îc gäi lµ TDM ®ång bé ( Synchronous TDM ) tøc lµ c¸c khe thêi gian lµ quy ®Þnh tr−íc vµ cè ®Þnh cho mçi mét tÝn hiÖu lèi vµo khi mµ nhÞp truyÒn cho tÊt c¶ nguån tÝn hiÖu ®−îc ®ång bé. Ng−îc l¹i TDM kh«ng ®ång bé ( Async TDM ) cho phÐp nhÞp truyÒn ®−îc ®Þnh xø ®éng. Nh÷ng hÖ tÝn hiÖu mang sè sÏ miªu t¶ ch−¬ng sau, cßn SONET/SDH tr×nh bµy t¹i phÇn 4 sÏ lµ vÝ dô tèt cho Async TAM http://www.ebook.edu.vn
TDM kh«ng chØ dµnh riªng cho tÝn hiÖu sè, tÝn hiÖu t−¬ng tù còng cã thÓ ®−îc chÌn theo thêi gian. Sù kÕt hîp gi÷a TDM vµ FDM lµ cã thÓ : HÖ thèng truyÒn cã thÓ ®−îc chia theo tÇn sè thµnh nhiÒu kªnh, mçi kªnh ®ã l¹i ®−îc chia theo TDM. 2.4 HÖ thèng tÝn hiÖu mang sè Mét m¹ng chuyÓn m¹ch diÖn réng th−êng liªn quan ®Õn hµng lo¹t c¸c node ®−îc kÕt nèi víi nhau. Mèi quan hÖ gi÷a mét cÆp node, ®−îc gäi lµ trung kÕ (trunk), sö dông viÖc hîp kªnh ®Ó chuyÓn t¶i l−u l−îng trªn mét sè c¸c kªnh hoÆc c¸c m¹ch. ViÖc hîp kªnh nµy cã thÓ ë d¹ng hîp kªnh ph©n tÇn ( FDM ) hoÆc hîp kªnh ph©n thêi gian ( TDM ). Khi c¸c m¹ng viÔn th«ng diÖn réng ph¸t triÓn thµnh mét m¹ng kÜ thuËt sè tÝch hîp th× c¸c kÜ thuËt TDM ®ång bé trë nªn rÊt quan träng. B¶ng 2.3 ChuÈn mang TDM cña Nam Mü vµ Quèc tÕ Nam Mü Quèc tÕ ( ITU – T) Design Sè kªnh Tèc ®é Møc Sè kªnh Tèc ®é ( Mb/s) (Mb/s) DS-1 24 1.544 1 30 2.048 DS-1C 48 3.153 2 120 8.448 DS-2 96 6.312 3 480 34.368 DS-3 672 44.736 4 1920 139.264 DS-4 4032 274.176 5 7680 565.148 HÖ thèng tÝn hiÖu mang ®−êng dµi ë Mü vµ trªn thÕ giíi ®· ®−îc thiÕt kÕ ®Ó truyÒn c¸c tÝn hiÖu tiÕng nãi qua c¸c ®−êng truyÒn dÉn dung l−îng cao, vÝ dô nh− c¸p quang, c¸p ®ång trôc vµ sãng viba. Mét phÇn sù ph¸t triÓn c«ng nghÖ kÜ thuËt sè cña c¸c m¹ng viÔn th«ng nµy chÝnh lµ sù chÊp nhËn c¸c cÊu tróc truyÒn dÉn TDM ®ång bé. ë Mü, c«ng ty AT&T ®· x©y dùng mét hÖ thèng ph©n cÊp c¸c cÊu tróc TDM cã c¸c dung l−îng kh¸c nhau. CÊu tróc nµy ®−îc sö dông ë Canada, NhËt vµ Mü. Mét hÖ thèng ph©n cÊp t−¬ng tù nh−ng kh«ng gièng nh− vËy l¹i ®−îc sö dông réng r·i trªn thÕ giíi d−íi sù b¶o hé cña ITU ( b¶ng 22 ). Nh− ta sÏ thÊy, viÖc ph©n chia nµy vÉn lµ mét vÊn ®Ò ch−a gi¶i quyÕt ®−îc trong c¸c tiªu chuÈn ISDN. http://www.ebook.edu.vn
C¬ së cña hÖ thèng ph©n cÊp TDM B¾c Mü chÝnh lµ khu«n d¹ng truyÒn dÉn DS-1 ( h×nh 2.7 ), hîp 24 kªnh l¹i. Mçi mét khung chøa 8 bit trªn mét kªnh céng víi mét bit ®iÒu chØnh ( framing bit ) cho 24 x 8+1 = 193 bit. §èi víi truyÒn dÉn tiÕng th× ¸p dông c¸c qui t¾c sau : mçi kªnh chøa mét tõ lµ d÷ liÖu tiÕng ®· ®−îc sè ho¸. TÝn hiÖu tiÕng t−¬ng tù nguyªn thuû ®−îc sè ho¸ nhê sö dông ph−¬ng ph¸p ®iÒu biÕn m· xung ( PCM ) víi tèc ®é 8000 mÉu 1 gi©y. Víi ®é dµi mét khung lµ 193 bit, chóng ta sÏ cã tèc ®é d÷ liÖu lµ 8000 x 193 =1.544 Mbps. Cø n¨m trong sè mçi s¸u khung th× c¸c mÉu PCM lo¹i 8 bit ®−îc sö dông. §èi víi tÊt c¶ c¸c khung thø s¸u, mçi mét kªnh l¹i chøa mét tõ PCM lo¹i 7 bit céng víi 1 bit b¸o hiÖu. C¸c bit b¸o hiÖu t¹o nªn mét luång (stream) cho tõng kªnh tiÕng cã chøa th«ng tin tuyÕn vµ kiÓm so¸t m¹ng. VÝ dô nh−, c¸c tÝn hiÖu kiÓm so¸t ®−îc sö dông ®Ó thiÕt lËp hoÆc chÊm døt mét cuéc gäi. Mét khu«n d¹ng t−¬ng tù nh− DS-1 ®−îc sö dông cho c¸c dÞch vô d÷ liÖu sè. T−¬ng tù nh− tiÕng nãi, d÷ liÖu còng ®−îc truyÒn víi tèc ®é 1.544Mb/s. Trong tr−êng hîp nµy 23 kªnh d÷ liÖu ®−îc sö dông, vÞ trÝ kªnh thø 24 ®−îc dïng nh− 1 byte ®Æc biÖt cho phÐp nhanh h¬n vµ cã ®é tin cËy h¬n khi ®Þnh khung , ph¸t hiÖn lçi. Bªn trong mçi mét kªnh 7 bit ®−îc dïng ®Ó truyÒn d÷ liÖu, cßn bÝt thø 8 ®Ó chØ thÞ r»ng ®Êy lµ d÷ liÖu ng−êi sö dông hay lµ d÷ liÖu ®iÒu khiÓn hÖ thèng. Víi 7 bÝt/kªnh , tèc ®é khung lµ 8000 lÇn/gi©y , tèc ®é d÷ liÖu 56Kb/s cho 1 kªnh. Tèc ®é d÷ liÖu thÊp h¬n còng ®−îc dïng khi sö dông hîp kªnh tèc ®é phô ( subrate ). Khi sö dông kÜ thuËt nµy 1 bit thªm vµo ®−îc ¨n c¾p t¹I mçi mét kªnh ®Ó chØ thÞ r»ng tèc ®é phô khi hîp kªnh. NÕu dung l−îng cña mét kªnh 6 x 8000 = 48 Kb/s ®−îc sö dông ®Ó hîp kªnh cho 5 kªnh tèc ®é 9.6 kb/s hay 10 kªnh 4.8 kb/s hay 20 kªnh 2.4 kb/s .. lÊy vÝ dô nÕu lÊy kªnh 2 sö dông cho dÞch vô tèc ®é 9.6 kb/s th× cã tíi 5 kªnh phô chia sÎ trªn kªnh nµy . D÷ liÖu cho mçi kªnh phô lµ 6 bÝt trong kªnh 2 Chó ý : 1. BÝt thø 193 lµ bÝt khung ®−îc sö dông ®Ó ®ång bé 2. Kªnh tiÕng nãi : http://www.ebook.edu.vn
• 8-bit PCM ®−îc sö dông cho 5 trong sè 6 khung • 7-bit PCM sö dông cho khung thø 6 , bÝt thø 8 cña mçi mét kªnh sö dông lµm bÝt b¸o hiÖu 3. Kªnh d÷ liÖu : • Kªnh 24 ®−îc sö dông b¸o hiÖu chØ ë mét vµi tr−êng hîp • Bit 1-7 sö dông cho tèc ®é 56 kb/s • bit 2-7 sö dông cho tèc ®é 9.6 hay 4.8 hay 2.4 kb/s Cuèi cïng khu«n d¹ng DS-1 cã thÓ ®−îc dïng ®Ó t¶i mét hçn hîp c¸c kªnh d÷ liÖu vµ tiÕng nãi. Trong tr−êng hîp nµy c¶ 24 kªnh ®Òu ®−îc dïng hÕt ; kh«ng cã mét byte ®ång bé nµo ®−îc cÊp . Trªn tèc ®é d÷ liÖu c¬ së 1.544 Mb/s , viÖc hîp kªnh møc ®é cao h¬n sÏ ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸ch xen kÏ c¸c bit tõ c¸c lèi vµo DS-1 . Ch¼ng h¹n hÖ truyÒn dÉn DS-2 kÕt hîp 4 lèi vµo DS-1 vµo 1 luång 6.312 Mb/s . D÷ liÖu tõ 4 nguån nµy sÏ ®−îc ®an xen 12 bit mçi lÇn . L−u ý r»ng 1.544 x 4 = 6.176 Mb/s . Dung l−îng cßn l¹i sÏ ®−îc sö dông cho c¸c bÝt kiÓm so¸t vµ bÝt khung. Mçi mét møc ®é cao h¬n cña ph©n cÊp TDM ®−îc h×nh thµnh b»ng c¸c hîp c¸c tÝn hiÖu tõ møc thÊp h¬n tiÕp ®ã hoËc b»ng c¸ch tæ hîp c¸c tÝn hiÖu nµy víi lèi vµo ®¹t tèc ®é d÷ liÖu thÝch hîp tõ c¸c nguån kh¸c . §Çu tiªn , tèc ®é truyÒn dÉn DS-1 sÐ ®ù¬c dïng ®Ó cung cÊp c¶ dÞch vô tiÕng vµ d÷ liÖu. DÞch vô d÷ liÖu ®−îc gäi lµ dÞch vô sè ho¸ thäai d÷ liÖu ( DDS ). DÞch vô DDS lµ dÞch vô truyÒn dÉn kÜ thuËt sè gi÷a c¸c thiÕt bÞ sè liÖu kh¸ch hµng víi tèc ®é tõ 2.4 kb/s ®Õn 56 kb/s. DÞch vô nµy cã t¹i tÊt c¶ c¸c ®Þa ®iÓm cña kh¸ch hµng qua ®«i d©y xo¾n C¸c thiÕt bÞ hîp kªnh tiªu chuÈn ®Òu ®−îc dïng ®Ó t¹o ra c¸c c¬ së truyÒn dÉn cao h¬n . Th«ng dông nhÊt lµ c¸c thiÕt bÞ ®−îc liÖt kª trong b¶ng 2.2 . C¸c thiÕt kÕ DS-1 , DS- 1c .. ®Òu chØ cïng 1 s¬ ®å hîp kªnh®−îc dïng cho viÖc t¶I th«ng tin. C«ng ty AT&T vµ c¸c nhµ cung cÊp kh¸c ®−a ra c¸c thiÕt bÞ truyÒn dÉn hç trî rÊt nhiÒu c¸c lo¹i tÝn hiªô ®· ®−îc hîp kªnh kh¸c nhau vµ ®−îc gäi lµ hÖ thèng nhµ cung cÊp. Chóng ®−îc ®¸nh dÊu b»ng nh·n “ T ” . Nh− vËy T1 cung cÊp tèc ®é d÷ liÖu 1.544 Mb/s vµ cã kh¶ n¨ng hç trî cho khu«n d¹ng hîp kªnh DS-1 vµ cø nh− vËy víi tèc ®é cao h¬n T2 .. .. http://www.ebook.edu.vn