Hệ thống viễn thông - chương 4 potx

08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
1
Chương4:HỆ THỐNG TRUYỀN SỐ &
TRUYỀN TƯƠNG TỰ
C
C
H
H
Ư
Ư
Ơ
Ơ
N
N
G
G
4
4
1
KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG SỐ
2
HỆ THỐNG TRUYỀN TƯƠNG TỰ DÙNG SÓNG MANG
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
2
4.1 Kết cấu của hệ thống số
4.1.1 Khái niệm hệ thống số


Những thiết bị dùng để chuyển tải thông tin tức
dưới dạng số từ nguồn về đích

Ký tự nhận được bên thu không phải từ nơi phát mà
từ bộ nhận dạng bên thu. Thực chất lấy tín hiệu B
sau khi tái lập lại tin tức từ A

Việc truyền tín hiệu dưới dạng ghép kênh TDM
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
3

Các đặc trưng của HT số:

Tốc độ phát tin D

Số kênh được truyền đồng thời

Các moments liên tiếp của các kênh khác nhau, cùng với
các moment phụ để báo hiệu, đồng bộ khung, sẽ tạo
thành khung

Các thông số điều chế số: tần số lấy mẫu, quy tắc lượng
tử hoá, mã sử dụng, q mức lượng tử và số bit b cần dùng
để biểu diễn.

Các thông số truyền số: môi trường truyền, mode truyền,
tốc độ moment, xác suất tái tạo tin nhầm
08/01/14

Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
4

Các tham số
a/ Tốc độ Bit
b/ Tỷ lệ lỗi bit BER:
- PDH: BER<=10
-6
: đtruyền bình thường, 10
-
6
<BER<10
-3
: đtr chất lượng xấu
- SDH: BER<=10
-9
: //đtruyền bình thường ,
BER=10
-6
: // đtr chất lượng xấu
c/Rung pha (Jitter): 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. Khi rung
pha xuất hiện thì thời điểm chuyển mức của tín hiệu
số sẽ sớm hơn hoặc muộn hơn so với tín hiệu chuẩn
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số

5

Ưu điểm:

Khả năng tái tạo tin cao

Khả năng ghép kênh chung nhau, sử dụng trên cùng một
đường truyền. Điều này giúp tiết kiệm đường truyền

Dạng số của tín hiệu cho phép sử dụng đồng thời hệ
thống cho nhiều dịch vụ khác nhau

Nhược điểm

Yêu cầu băng thông lớn
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
6
4.1.2 Kết cấu của hệ thống số
Kênh
1
2
.
.
.
z
MUX
#


DE
MUX

#
MUX
#

DE
MUX

#

Ω

Ω

Ω

Ω
Thiết bị
đầu cuối
Thiết bị
đường truyền
Thiết bị
đầu cuối
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
7


Thiết bị đầu cuối đặt ở hai đầu kênh kết nối:

Ghép kênh và phân kênh thời gian của z kênh số hay
tương tự

Chuyển đổi tương tự - số

Tạo tín hiệu báo hiệu, đồng bộ, giám sát, bảo vệ, phối
hợp trở kháng

Thiết bị đường truyền

Bộ tái tạo và xử lý (bộ khuếch đại và cân bằng) được
phân bố dọc theo kênh truyền với khoảng cách đều
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
8
4.1.3 Kết cấu HT số ghép kênh TDM
a. Cấu trúc khung

Mỗi kênh tin chứa cụm từ b bit

Tần số lấy mẫu f
s


Tốc độ kênh: D = f
s
.b


Một kênh ghép thời gian gồm z kênh, mỗi kênh
gồm z từ sẽ tạo thành một khung(frame), có chu
kỳ bằng chu kỳ lấy mẫu T
s

Cấu trúc khung giống nhau, được chia làm hai
loại
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
9

Khung gồm các từ xen kẽ, khung được chia thành một số y
>= Z các khe thời gian (TS), mỗi khe chứa một từ b bit của
một kênh nào đó kèm thêm các bit phụ trợ (nếu có)

Khung gồm các bit xen kẽ: Khung được chia thành b phần,
mỗi phần chứa Z bit tương ứng với thứ tự của Z kênh.
Kênh
1
Kênh
2
Kênh
3
Kênh
z
Kênh
z-1
Bit

1
Bit
2
Bit
3
Bit
b
Bit
1
Bit
2
Bit
3
Bit
b
Bit
b-1
Ch
1
Ch
2
Ch
3
Ch
Z
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
10
Ghép xen 4 luồng E1 thành E2

08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
11
b. Đồng bộ khung

Nhằm tạo sự đồng bộ giữa thiết bị đầu phát và thiết bị
đầu cuối ở nơi thu, về tần số và pha với các chu kỳ của
tin nhận được

Để tránh tình trạng nhận diện sai do có sự giống nhau
giữa nhóm đồng bộ khung với các bít tin, sử dụng các
biện pháp:

Dùng các nhóm đồng bộ khung không thể nhầm lẫn
bởi sự dịch pha hay ghép thêm các bit khác

Ngưng phát tất cả các kênh khi mất đồng bộ khung tại
nơi thu. Việc này được thực hiện nhờ một lệnh báo
ngược về nơi phát.
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
12
c. Báo hiệu

Dùng để quản lý mạng và điều khiển

Các kiểu báo hiệu:


Báo hiệu trong một byte

Báo hiệu ngoài byte

Báo hiệu chung được dùng cho việc trao đổi thông tin
phụ trợ giữa hai trung tâm, điều khiển bởi vi xử lý
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
13
d.Hệ ghép kênh cơ sở

Khung PCM cơ sở 2,048Mbps
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
14

PCM30 chia một khung ( Te =125 µs ) thành 32 khe thời
gian bằng nhau và được đánh số thứ tự từ TS0 ÷ TS31,
mỗi khe thời gian TS dài 3,9 µs gồm từ mã 8 bit:

Khe số 1-15 và khe 17-31 chứa tin của 30 kênh. Mỗi
kênh tốc độ 64kb/s

Khe số 0 : dành cho tín hiệu đồng bộ khung

Mỗi khung gồm 256 bit và chu kỳ lặp lại của khung là
bằng 8KHz


Mỗi đa khung kéo dài trong 2ms và chứa 16 khung. Các
khung được đánh số thứ tự từ F0 ÷ F15
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
15

Thiết bị đầu cuối PCM cơ sở

Ghép 30 kênh thoại tương tự 2 chiều tại băng tần cơ
bản (0.3 – 3.4 Khz) trở thành 2 đường truyền số đi và
về

Nhiệm vụ:

Mã hóa và giải mã PCM

Ghép kênh và tách kênh theo thời gian

Tạo khung

Tạo xung đồng hồ nơi phát và tái tạo xung đồng hồ nơi thu

Đồng bộ khung

Ghép thêm các tín hiệu báo hiệu và lấy ra các tín hiệu báo
hiệu

Giám sát và bảo trì
08/01/14

Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
16

Hệ ghép kênh bậc cao

Các hệ bậc cao sẽ bao gồm bốn hệ bậc thấp kế nó
Bậc Số kênh
thoại
Số bít
trong 1 chu kỳ
lấy mẫu
(T
e
= 125 µs)
Tốc độ
bít
(Mbit/s)
Viết tắt về
tốc độ bit
1 30 256 2.048 2
2
3
4
5
120
480
1920
7680
1056

4296
17408
70624
8.448
34.368
139.264
564.992
8
34
140
565
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
17
1
2.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
30
PCM
Bậc 1

PCM
Bậc 2
PCM
Bậc 3
PCM
Bậc 4
PCM
Bậc 5
2.048Mb/s 8.448Mb/s
34.368Mb/s
139.264Mb/s
564.992Mb/s
64Kb/s
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
18
4.2 Hệ thống tương tự dùng sóng mang

Hệ thống truyền tương tự ghép nhiều kênh theo
phương pháp ghép kênh FDM và dùng phương thức
điều chế SSB

Dùng cho các môi trường truyền dây song hành
hoặc cáp đồng trục, sóng vi ba mặt đất hay vệ tinh

Cấu trúc:

Thiết bị đầu cuối: ghép kênh và tách kênh theo tần số


Các thiết bị đường truyền: bộ khuếch đại

08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
19
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
20
4.2.1 Sự phân chia khoảng cách giữa các kênh

HT truyền tương tự dùng các sóng điều chế SSB để
tiết kiệm dải thông

Đòi hỏi sự giới hạn băng thông rất nghiêm ngặt cho
mỗi kênh

Khoảng cách ∆f giữa hai tần số sóng mang của hai
kênh kế nhau quyết định số kênh truyền
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
21

Chọn ∆f:

∆f phải lớn hơn băng thông mỗi kênh cơ bản: ∆f
> B1


Giảm khoảng cách ∆f đến mức nhỏ nhất có thể

Đòi hỏi bộ lọc dải có chất lượng cao
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
22
4.2.2 Phả hệ các nhóm kênh

Việc ghép nhiều kênh được thực hiện qua nhiều
giai đoạn điều chế liên tiếp tạo thành một hệ thống
phả hệ với số nhóm ngày càng tăng lên

Ưu điểm:

Được tạo thành từ các nhóm kênh cấp thấp hơn trước đó

Linh hoạt trong việc di chuyển, tách ghép kênh

Các thiết bị đầu cuối được chuẩn hoá
08/01/14
Chương 4: Hệ thống tương tự và hệ th
ống số
23
MUX MUX
MUX
MUX
Kênh
thoại
Nhóm cấp 1 Nhóm cấp 2 Nhóm cấp 3

Nhóm cấp 4
12
kênh
Kênh truyền Số kênh Băng thông Dải băng tần
(KHz)
Kênh thoại 1 3.1 0.3-3.4
Nhóm cấp 1 12 48 60-108
Nhóm cấp 2 60 240 312-552
Nhóm cấp 3 300 1232 812-2044
Nhóm cấp 4 900 3872 8516-12338