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

Chơng 2
truyền dẫn số


Trong chơng 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 , tơng tự . Rồi thì việc mã hoá tín hiệu
tơng tự thành tín hiệu số đợc kiểm tra . Phần tiếp theo thảo luận về việc phân kênh.
Chơng này còn bao gồm việc thảo luận hệ thống sóng mang số mà nó tạo thành hệ
xơng sống của mạng số , diện rộng.

2.1 Truyền dữ liệu số và tơng tự

Khái niệm tuơng tự và số tơng ứng với sự liên tục và rời rạc. Hai thuật ngữ này sử
dụng một cách liên tục khi nói truyền dữ liệu trong 3 nội dung : dữ liệu , báo hiệu và
truyền dẫn.

Ta coi dữ liệu là cái truyền đạt một ý nghĩa nào đó. Hoàn toàn có thể nhận ra dữ
liệu ở 1 dạng nhất định. Tin tức phải trong nội dung hoặc biên dịch của dữ liệu này. Báo
hiệu là hoạt dộng truyền tín hiệu trong môi trờng ổn định. Cuối cùng sự truyền là sự
thông tin của dữ liệu bằng cách truyền và sử lí các tín hiệu.

Dữ liệu tơng tự và số

Dữ liệu tơng tự nhận các giá trị liên tục trong các khoảng thời gian. Ví dụ : Tiếng
nói và hình ảnh biến đổi liên tục về cờng độ . Hỗu hết các dữ liệu nhận đợc từ các đầu
đo nh nhiêth độ , áp suất là các giá trị liên tục. Dữ liệu số nhận các giá trị gián đoạn . Ví
dụ nh các kí tự chữ , các số nguyên

Tín hiệu tơng tự và số

Trong hệ thống thông tin , các dữ liệu đợc truyền từ điểm này tới điểm kia bằng
các tín hiệu điên (?). Tín hiệu tơng tự là các sóng điện từ thay đổi liên tục có thể đợc
truyền nhiều môi trờng tuỳ thuộc vào tần số. Ví dụ môi trờng có thể là dây đồng ( cáp
xoắn đôi hay cáp đồng trục ) hoặc là cáp quang hay khí quyển ( vô tuyến ) . Trong khi
đó tín hiệu số là chuỗi các xung điện thế có thể đợc truyền qua dây đồng ( Một mức

điện áp không đổi này có thể đặc trng cho mức 1 còn một mức điện áp khác không
đổi có thể đặc trng cho mức 0 )

Việc truyền tín hiệu số rẻ hơn truyền tín hiệu tơng tự và ít bị ảnh hởng của nhiễu
hơn. Nhng tín hiệu số suy giảm nhiều hơn . Hình 2.1 biểu diễn chuỗi các xung điện áp
đợc phát ra từ một nguồn có 2 mức điện áp và điện áp thu nhận đợc tại một khoảng
cách khác qua môi trờng dẫn. các xung trở nên tròn đầu và bé đi. Rõ ràng là độ suy
hao đã làm mát thông tin khi truyền.


Hình 2.1 Sự suy giảm tín hiệu số


Các dữ liệu số hay dữ liệu tơng tự đều có thể đợc biểu diễn hay truyền bởi hoặc
tín hiệu số hoặc tín hiệu tơng tự. Điều này minh hoạ trong hình 2.2. Nói chung tín hiệu
tơng tự là một hàm theo thời gian và chiếm một giải tần số giới hạn. Một ví dụ điển hình
là dữ liệu tiếng nói, sóng âm hay dữ liệu tiếng nói có các thành phần tần số trong khoảng
từ 20Hz tới 20KHz. Tuy nhiên năng lợng thoại chỉ tập trong trong khoảng tần số hẹp .
Phổ của tiếng nói chuẩn hoá trong khoảng 300Hz tới 3400Hz và trong khoảng đó tiếng
nói truyền nghe rất rõ ràng . Các thiết bị thoại sử dụng dải tần số sóng điện từ 300Hz
3400Hx để chuyển đổi từ sóng điện từ sang sóng âm và ngợc lại

Hình 2.2 Tín hiệu tơng tự đổi sang số và ngợc lại

Dữ liệu số có thể đợc biểu diễn băng các tín hiệu tơng tự khi sử dụng các
modem ( Modulation - DeModulation ) Các Modem này biến đổi các chuỗi nhị phân (
Hai giá trị ) thành các tín hiệu tơng tự bằng cách điều chế tần số sóng mang. Tín hiệu
thu đợc có phổ tần số trung tâm tại tần số sóng mang và có thể đợc truyền qua môi
trờng . Hầu hết các modem đều biến đổi các dữ liệu số thành phổ tiếng nói để cho phép
các dữ liệu số này có thể đợc truyền qua tuyến thoại . Đầu kia của tuyến thoại , một
modem giải điều ché tín hiệu , trả lại dữ liệu số

Một cách tơng tự , dữ liệu tơng tự có thể biểu diễn thành các tín hiệu số . Các
thiết bị thực hiện các chức năng này cho dữ liệi tiếng nói đợc gọi là codec ( Code
DeCode ) . Trong đó Code codec láy một tín hiệu tơng tự biểu diễn một dữ liệu tiếng
tơng ứng biến đổi thành các tín hiệu với một chuỗi bít . Đầu kia , chuỗi bit đợc sử dụng
để khôi phục lại dữ liệi tơng tự . Điều này sẽ đợc nói trong phần 2.2
Cuối cùng dữ liệu số có thể biểu diễn trực tiếp thành dạng nhị phân với hai mức
điện áp. Để nâng cao đặc tính truyền dẫn , các dữ liệu nhị phân thờng đợc mã hoá
thành các dạng phức tạp hơn của tín hiệu số . Điều này sé nói đến trong chơng 3

Sự truyền tín hiệu tơng tự và số

Tín hiệu sô và tơng tự có thể đợc truyền tại các môi trờng thích hợp . Cái cách
mà các tín hiệu này đợc sử lí là một chức năng của hệ thống truyền dẫn . Bảng 2.1 tổng
kết các phơng pháp truyền dữ liệu. Sự truyền tơng tự nghĩa là truyền tín hiệu tơng tự
mà không quan tâm đến nội dung của nó : Tín hiệu tơng tự này có thể thể hiện dữ liệu
tơng tự ( nh tiếng nói ) hoặc dữ liệu số ( nh dữ liệu đợc chuyển qua modem )
Trong mọi trờng hợp sự suy hao tín hiệu t
ơng tự đã giới hạn khoảng cách truyền dẫn .

Để truyền đi xa ta phải dùng các bộ khuếch đại để bù đắp năng lợng bị mất mát . Nhng
nó khuếch đại cả thành phần nhiễu, trên khoảng cách xa thì ta phải chồng thêm các bộ
khuyếch đại và do vậy làm tín hiệu méo lại càng thêm méo. Đối với dữ liệu tơng tự
( nh tiếng nói ) việc méo một tí có thể đợc tích luỹ và do vậy dữ liệu trở nên khó
chấp nhận

a) Dữ liệu và tín hiệu


Tín hiệu tơng tự Tín hiệu số
Dữ liệu tơng tự (1) Tín hiệu chiếm cùng tần
số với dữ liệu tơng tự
(2) Dứ liệu tơng tự đợc
điều chế chiếm vùng tần
số khác
Dứ liệu tơng tự đợc mã hoá
khi dùng codec tạo ta chuỗi
bít số
Dữ liệu số Dữ liệu số đợc mã khi sử
dụng modem để tạo ra tine
hiệu tơng tự
(1) tín hiệu gồm 2 mức điẹn
áp biẻu diễn 2 giá trị nhị
phân
(2) dữ liệu số so thể đợc mã
hoa sinh ra tín hiệu số với
đậc tính phù hợp

b) Phơng pháp sử lí tín hiệu

Truyền tơng tự Truyền số
Dữ liệu tơng tự Đợc truyền qua bộ khuyếch
đại, tín hiệu có cùng cách
biểu diễn dữ liệu tơng tự
hay dữ liệu số
Giả sử rằng tín hiệu tơng tự
biểu diễn dữ liệu số , dữ liệu
truyền qua các bộ lặp. Tại
mỗi bộ lặp dữ liệu số đợc
khôi phục
Dữ liệu số Không sử dụng Tín hiệu số biểu diễn chuỗi
bit 1 và 0, đợc truyền
qua các bộ lặp. tại mỗi bộ lặp
các bit 1,0 đợc khôi
phục

Bảng 2.1 Truyền tín hiệu số , tơng tự

Truyền số, ngợc lại, cần biết nội dung của tín hiệu. Chúng ta lu ý rằng một tín
hiệu số có thể đợc truyền chỉ trong 1 khoảng cách nhất định trớc khi độ suy hao làm
hỏng sự toàn vẹn của dữ liệu. Để truyền tín hiệu số đi xa, các bộ lặp ( repeater ) đợc đặt
trên đờng truyền. Các bộ lặp thu tín hiệu số khôi phục lại dạng của tín hiệu và lại tiếp
tục phát tín hiệu số mới. Vì thế dộ suy hao đợc giải quyết.

Kỹ thuật tơng tự có thể đợc sử dụng với tín hiệu tơng tự nếu tín hiệu mang dữ
liệu số, tại một vị trí tơng ứng hệ thống truyền dẫn có thiết bị phát lại chứ không chỉ dể
khuyếch đại. Các thiết bị phát lại này sẽ khôi phục dữ liệu số từ ácc tín hiệu tơng tự sau
đó truyền đi tín hiệu mới sạch Vì thế ồn không đợc tính đén.

Một câu hỏi tự nhiên đặt ra là phơng pháp truyền dẫn nào đợc lựa chọn . Câu trả

lời từ phia các nhà công nghiệp viễn thông và ngời dùng là truyền số là phơng pháp tối
u hơn. Các nguyên nhân quan trọng là do :

Giá : Công nghệ VLSI ( Very-large-scale-integration ) làm giá thành và kích thớc
của các mạch số liên tục giảm. Trong khi giá bảo trì các thiết bị số là nhỏ so với
các thiết bị tơng tự .
Tính toàn vẹn của tín hiệu số : Dùng các bộ lặp số thay vì các bộ khuếch đại tơng
tự hiệu lực của ồn và sự suy giảm tín hiệu không đợc tích luỹ vì thế nó cho phép
tín hiệu số đợc truyền đi xa hơn , và qua đờng truyền kém chất lợng hơn bởi
phơng tiện số bảo trì tính toàn vẹn dữ liệu
Khả năng sử dụng : Đây là tính kinh tế khi xây dựng đờng truyền với băng thông
rất cao bao gồm các kênh vệ tinh và cáp quang . Khả năng hợp kênh cao (Multiplex)
là cần thiêt cho phép các tín hiệu số có hiệu suất , dễ dàng và rẻ tiền khi phân chia thời
gian ( TDM-
Time devision Multiplex), còn tín hiệu tơng tự phân chia theo tần số
(FDM-Frequency devision Multiplex) .
Sự riêng t và an ninh : Kỹ thuật mã hoá đã ứng dụng nhanh chóng cho dữ liệu số
và cho cả tín hiệu tơng tự đã đợc số hoá.
Sự tích hợp : Với cả thông tin tơng tự và số phải đợc số hoá , tất cả các tín hiệu có
cùng dạng có thể đợc sử lí nh nhau. Vì vậy mức độ kinh tế và sự thuận tiên có thể
đạt đợc bằng cách tích hợp tiếng nói , hình ảnh , truyền hình và dữ liệu số.

2.2 Sự m hoá số tín hiệu tơng tự


Sự phát triển của mạng viễn thông công cộng ( PSTN ) muốn truyền dẫn số đòi hỏi
dữ liệu tiếng nói phải đợc biểu diễn dới dạng số. Hình 2.3 minh hoạ một hình ảnh
chung : tín hiệu tiếng nói tơng tự đợc số hoá tạo ra các mẫu 1 và 0 , cũng nh các
tín hiệu số với các mẫu 1 và 0 đợc đặt vào một modem sao cho một tín hiệu tơng tự
có thể đợc truyền. Tuy nhiên tín hiệu tơng tự mới này khác xa với tín hiệu tiếng nói

nguyên gốc. Các thiết bị phát lại chỉ là các bộ khuyếch đại đợc sử dụng để cho phép
kéo dài độ dài truyền dãn . Tất nhiên tín hiệu tơng tự mới phải đợc biến đổi ngợc lại
thành dữ liệu tơng tự tơng ứng với lối vào tiếng nói nguyên gốc


Hình 2.3 : Số hoá dữ liệu tơng tự

Điều chế xung m ( PCM - Pulse code Modulation )

Một kĩ thuật tốt nhất đợc biết đến để số hoá tiếng nói là PCM. PCM dựa trên lý
thuyết lấy mẫu mà nó đợc phát biểu nh sau :
Nếu một tín hiệu s(t) đựơc lấy mẫu tại các khoảng thời gian ổn định và tại tốc độ
lớn hơn hai lần tần số tín hiệu có giá trị lớn nhất thì các mẫu chứa tât cả các thông tin
của tín hiệu nguyên gốc . Hàm s(t) có thể đợc khôi phục từ ácc mẫu này bằng cách sử
dụng các bộ lọc thông thấp

Nếu dữ liệu tiếng nói đợc giới hạn tần số dới 4000Hz thì 8000 mẫu trong 1
giây sẽ đợc sử dụng để lấy mẫu tín hiệu tiếng nói tơng tự. Chú ý rằng đây là các mẫu
tơng tự. Để biến đổi thành số mỗi một mẫu tơng tự phải đợc thay bằng một mã nhị
phân. Hình 2.4 chỉ ra một ví dụ mà mỗi một mẫu tơng ứng ( lợng tử hoá ) với một
trong 16 mức mỗi mẫu biểu diễn thành 4 bit ( Giá trị lợng tử hoá chỉ là xấp xỉ , điều
quan trọng là khi khôi phục phải trả lại chính xác tín hiệu nguyên gốc) . Bằng cách dùng
mẫu 8 bit cho phép có tới 256 mức lợng tử chất lợng của tiếng nói đợc khôi phục là có
thể so sánh đợc với chất lợng tiếng truyền tơng tự. Chú ý rằng tốc độ dữ liệu 8000
mẫu/giẫy x 8 bit/mẫu = 64k bit/giây là cần thiết cho tín hiệu tiếng nói

Hình 2.4 : Điều chế xung mã

Nó chung , PCM sử dụng kĩ thuật mã hoá phi tuyến , có nghĩa là 256 mức lợng tử
là không bằng nhau, giải quyết vấn đề sai số tuyệt đói trung bình của mỗi một mẫu là
phải nh nhau . Bằng cách dùng một số lớn các mức lợng tử hoá cho các tín hiệu có biên
độ thấp và một số ít các mức lợng tử hoá cho các tín hiệu có biên độ cao. Điều này làm
méo giảm đi


PCM tất nhiên có thể đợc sử dụng cho cả tín hiệu tiếng nói khác. Ví dụ tín hiệu
của TV mầu sử dụng băng thông 4.6MHz có thể cho phép chất lợng đạt 10 bit/mẫu với
tốc độ dữ liệu là 92Mbit/giây

Tính hoàn thiện

Chất lợng tiếng nói đủ tốt với 128 mức lợng tử khi mã hoa 7 bit ( 2
7
= 128) Tín
hiệu thoại chiếm băng thông 4KHz vì vậy phù hợp với lí thuyết lấy mẫu , các mẫu có tốc
độ 8000 mẫu/giây. Sử dụng điều này cho phép tốc độ dữ liệu đạt tới 8000 x 7 = 56 Kb/s
để dữ liệu số mã hoa PCM

Cái cần xem xét là băng thông cần thiết. Tín hiệu tiếng nói tơng tự có băng thông
4KHz. Tín hiệu số 56Kb/s cần băng thông tối thiểu 28KHz. Thậm chí một số khác cần
cao hơn ví dụ nh TV mầu mã hoa 10 bit có tốc độ 92Mb/s với băng thông 4.6MHz

Tuy nhiên kĩ thuật phát triển để cho phép mã hoá có hiệu quả hơn. Trong trờng
hợp của tiếng nói , đích phải đạt tới là băng thông lân cận 4KHz. Với truyền hình , hình
ảnh xác định theo các khung liên tiếp , các điểm ảnh tơng ứng các khung sẽ không thay
đổi , Kĩ thuật mã hoá xuyên khung cho phép giảm băng thông xuống còn 15Mhz và các

cảnh thay đổi một cách chậm chạp. Nh vậy với hình ảnh hội thảo từ xa cho phép giảm
xuống 64KB/s hay thấp hơn

2.3 Hợp kênh

Trong cả hai thông tin nội hạt và diện rộng , thờng thì khả năng truyền dẫn của
đơng truyền vợt quá yêu cầu truyền dẫn của một tín hiệu đơn lẻ. Để nâng cao hiệu
suât truyền dẫn của hệ thống , nó đợc thiét kế sao cho có thể mang nhiều tín hiệu trên
một đờng truyền. Điều này gọi là hợp kênh ( Multiplexing )

Hình 2.5 đa ra multiplexing phân biệt theo hình dạng đơn giản nhất. Có n lối vào
tới bộ hợp kênh ( Multiplexer ) . Bộ hợp kênh đợc nối bằng 1 đờng nối tới bộ phân
kênh ( DeMultiplexer ) . Đờng nối này có khả năng mang n kênh dữ liệu riêng biệt . Bộ
hợp kênh ( Multiplexer ) tổ hợp dữ liệu từ n đờng lối vào và truyền dẫn với tốc độ cao .

Bộ phân kênh nhận dữ liệu đã đợc hợp kênh và tách dữ liệu ( DeMultiplexer ) phù hợp
theo các kênh và phát đi theo các đờng tơng ứng


Hình 2.5 Bộ hợp kênh
Sự đa dạng của bộ hợp kênh để truyền dẫn số liệu có thể đợc giải thích nh sau :
1. Tốc độ truyền dẫn dữ liệu càng cao thì thiết bịi truyền dẫn càng có hiệu quả
kinh tế tức là đói với một ứng dụng cho trớc với một khảng cách cho trớc ,
chi phí cho một kb/s sẽ giảm khi tốc độ truyền dẫn dữ liệu tăng lên. Tơng tự :
chi phí cho mỗi kb/s của thiết bị thu/phát sẽ giảm xuống khi tốc đọ dữ liệu
tăng
2. Hầu hết các thiết bị truyền dữ liệu riêng lẻ ít nhiều đều cần phải có hỗ trợ về
tốc độ dữ liệu . Ví dụ với hầu hết các ứng dụng client/server , tốc độ dữ liệu 64
kb/s đợc coi là thừa

Do các thiết bị truyền thông cá nhân yêu cầu tốc độ dữ liệu vừa phải và khả năng
truyền của phơng tiện lớn hơn nhiều dung lợng yêu cầu do đó để giảm giá thành và
nâng cao hiệu qủa các hệ thống đợc thiết kế để mang nhiều tín hiệu riêng trên cùng một
đờng truyền vật lý: hợp kênh.


Hình 2.6 FDM và TDM


Có 2 phơng pháp hợp kênh đợc dùng rộng rãi : Hợp kênh chia theo miền tần só
FDM ( Frequency-Division Multiplexing ) và hợp kênh theo miền thời gian TDM ( Time-
Division Multiplexing ) :

FDM : Đợc dùng khi độ rộng băng của đờng truyền lớn hơn độ rộng băng yêu cầu
cho 1 tín hiệu đã cho . Một số tín hiệu có thể đợc truyền dẫn đồng thời mỗi tín hiệu
đợc đièu chế bằng 1 tần số khác nhau sao cho băng thông của mỗi tín hiệu không
chồng lấp nhau. Trên hình 2.6a đa ra trờng hợp đơn giản của FDM . Sáu nguồn tín
hiệu đợc đa vào một bộ hợp kênh sao cho điều chế mỗi một tín hiệu thành một tần
số khác nhau ( f
1
, f
2
, , f
6
) . Mỗi một tín hiệu đòi hỏi một độ rộng băng thông nào
đó xung quanh tần số sóng mang đợc coi nh là một kênh. Để tránh ảnh hởng lẫn
nhau các kênh đợc tách biệt nhau bởi dải bờ ( Guard bands ).
Ví dụ để hợp kênh các tín hiệu tiếng nói mà phổ của chúng trong khoảng 300Hz
3400Hz vì thế một băng thông rộng 4KHz đợc sử dụng để mang các tín hiệu tiếng
nói và cho giải bờ. Cả Nam Mỹ và Quốc tế sử dụng 12 kênh thoại 4KHz để truyền

trong khoảng tần số 60KHz 108KHz . Khi đờng truyền tốc độ cao hơn câng các
kênh > 4KHz
TDM : Có u điểm khi dùng tốc độ bit ( đôi khi - không phải là tất cả - đợc gọi là
băng thông ) của đơng truyền có thể đạt lớn hơn nhiều tốc độ dữ liệu yêu cầu của
tín hiệu số. Các tín hiệu số hợp kênh có thể đợc mang chỉ trên một đờng truyền
bằng cách xen kẽ theo thời gian các cửa của mỗi một tín hiệu. Có thể là chèn xen kẽ
từng bit hoặc từng khối tám bít hoặc số lợng nhiều hơn thế. Ví dụ bộ hợp kênh
trong hình 2.6b có 6 lối vào , mỗi một lối vào có tốc độ 9.6 Kb/s Một đờng truyền có
dung lợng truyền đẫn 56.7 Kb/s có khả năng tải tất cả 6 tín hiệu trên. Tơng tự nh
FDM , các khe thời gian tuần tự đợc gọi là các kênh. Một chu kì của các khe thời
gian đợc gọi là một khung ( Frame )
Phơng pháp TDM nh trong hình 2.6b đợc gọi là TDM đồng bộ ( Synchronous
TDM ) tức là các khe thời gian là quy định trớc và cố định cho mỗi một tín hiệu lối
vào khi mà nhịp truyền cho tất cả nguồn tín hiệu đợc đồng bộ. Ngợc lại TDM
không đồng bộ ( Async TDM ) cho phép nhịp truyền đợc định xứ động. Những hệ
tín hiệu mang số sẽ miêu tả chơng sau, còn SONET/SDH trình bày tại phần 4 sẽ là
ví dụ tốt cho Async TAM

TDM không chỉ dành riêng cho tín hiệu số, tín hiệu tơng tự cũng có thể đợc
chèn theo thời gian. Sự kết hợp giữa TDM và FDM là có thể : Hệ thống truyền có thể
đợc chia theo tần số thành nhiều kênh, mỗi kênh đó lại đợc chia theo TDM.

2.4 Hệ thống tín hiệu mang số

Một mạng chuyển mạch diện rộng thờng liên quan đến hàng loạt các node đợc
kết nối với nhau. Mối quan hệ giữa một cặp node, đợc gọi là trung kế (trunk), sử dụng
việc hợp kênh để chuyển tải lu lợng trên một số các kênh hoặc các mạch. Việc hợp
kênh này có thể ở dạng hợp kênh phân tần ( FDM ) hoặc hợp kênh phân thời gian ( TDM
). Khi các mạng viễn thông diện rộng phát triển thành một mạng kĩ thuật số tích hợp thì
các kĩ thuật TDM đồng bộ trở nên rất quan trọng.

Bảng 2.3 Chuẩn mang TDM của Nam Mỹ và Quốc tế

Nam Mỹ Quốc tế ( ITU T)
Design Số kênh Tốc độ
( Mb/s)
Mức Số kênh Tốc độ
(Mb/s)
DS-1
DS-1C
DS-2
DS-3
DS-4
24
48
96
672
4032
1.544
3.153
6.312
44.736
274.176
1
2
3
4
5
30
120

480
1920
7680
2.048
8.448
34.368
139.264
565.148

Hệ thống tín hiệu mang đờng dài ở Mỹ và trên thế giới đã đợc thiết kế để truyền
các tín hiệu tiếng nói qua các đờng truyền dẫn dung lợng cao, ví dụ nh cáp quang,
cáp đồng trục và sóng viba. Một phần sự phát triển công nghệ kĩ thuật số của các mạng
viễn thông này chính là sự chấp nhận các cấu trúc truyền dẫn TDM đồng bộ. ở Mỹ, công
ty AT&T đã xây dựng một hệ thống phân cấp các cấu trúc TDM có các dung lợng khác
nhau. Cấu trúc này đợc sử dụng ở Canada, Nhật và Mỹ. Một hệ thống phân cấp tơng tự
nhng không giống nh vậy lại đợc sử dụng rộng rãi trên thế giới dới sự bảo hộ của
ITU ( bảng 22 ). Nh ta sẽ thấy, việc phân chia này vẫn là một vấn đề cha giải quyết
đợc trong các tiêu chuẩn ISDN.


Cơ sở của hệ thống phân cấp TDM Bắc Mỹ chính là khuôn dạng truyền dẫn
DS-1 ( hình 2.7 ), hợp 24 kênh lại. Mỗi một khung chứa 8 bit trên một kênh cộng với
một bit điều chỉnh ( framing bit ) cho 24 x 8+1 = 193 bit. Đối với truyền dẫn tiếng thì
áp dụng các qui tắc sau : mỗi kênh chứa một từ là dữ liệu tiếng đã đợc số hoá. Tín hiệu
tiếng tơng tự nguyên thuỷ đợc số hoá nhờ sử dụng phơng pháp điều biến mã xung
( PCM ) với tốc độ 8000 mẫu 1 giây. Với độ dài một khung là 193 bit, chúng ta sẽ có tốc
độ dữ liệu là 8000 x 193 =1.544 Mbps. Cứ năm trong số mỗi sáu khung thì các mẫu
PCM loại 8 bit đợc sử dụng. Đối với tất cả các khung thứ sáu, mỗi một kênh lại chứa
một từ PCM loại 7 bit cộng với 1 bit báo hiệu. Các bit báo hiệu tạo nên một luồng
(stream) cho từng kênh tiếng có chứa thông tin tuyến và kiểm soát mạng. Ví dụ nh, các

tín hiệu kiểm soát đợc sử dụng để thiết lập hoặc chấm dứt một cuộc gọi.

Một khuôn dạng tơng tự nh DS-1 đợc sử dụng cho các dịch vụ dữ liệu số.
Tơng tự nh tiếng nói, dữ liệu cũng đợc truyền với tốc độ 1.544Mb/s. Trong trờng
hợp này 23 kênh dữ liệu đợc sử dụng, vị trí kênh thứ 24 đợc dùng nh 1 byte đặc biệt
cho phép nhanh hơn và có độ tin cậy hơn khi định khung , phát hiện lỗi. Bên trong mỗi
một kênh 7 bit đợc dùng để truyền dữ liệu, còn bít thứ 8 để chỉ thị rằng đấy là dữ liệu
ngời sử dụng hay là dữ liệu điều khiển hệ thống. Với 7 bít/kênh , tốc độ khung là 8000
lần/giây , tốc độ dữ liệu 56Kb/s cho 1 kênh. Tốc độ dữ liệu thấp hơn cũng đợc dùng khi
sử dụng hợp kênh tốc độ phụ ( subrate ). Khi sử dụng kĩ thuật này 1 bit thêm vào đợc
ăn cắp tạI mỗi một kênh để chỉ thị rằng tốc độ phụ khi hợp kênh. Nếu dung lợng của
một kênh 6 x 8000 = 48 Kb/s đợc sử dụng để hợp kênh cho 5 kênh tốc độ 9.6 kb/s hay
10 kênh 4.8 kb/s hay 20 kênh 2.4 kb/s lấy ví dụ nếu lấy kênh 2 sử dụng cho dịch vụ
tốc độ 9.6 kb/s thì có tới 5 kênh phụ chia sẻ trên kênh này . Dữ liệu cho mỗi kênh phụ là 6
bít trong kênh 2

Chú ý :
1. Bít thứ 193 là bít khung đợc sử dụng để đồng bộ
2. Kênh tiếng nói :

8-bit PCM đợc sử dụng cho 5 trong số 6 khung
7-bit PCM sử dụng cho khung thứ 6 , bít thứ 8 của mỗi một kênh sử dụng làm bít
báo hiệu
3. Kênh dữ liệu :
Kênh 24 đợc sử dụng báo hiệu chỉ ở một vài trờng hợp
Bit 1-7 sử dụng cho tốc độ 56 kb/s
bit 2-7 sử dụng cho tốc độ 9.6 hay 4.8 hay 2.4 kb/s

Cuối cùng khuôn dạng DS-1 có thể đợc dùng để tải một hỗn hợp các kênh dữ liệu và
tiếng nói. Trong trờng hợp này cả 24 kênh đều đợc dùng hết ; không có một byte đồng

bộ nào đợc cấp .

Trên tốc độ dữ liệu cơ sở 1.544 Mb/s , việc hợp kênh mức độ cao hơn sẽ đợc thực
hiện bằng cách xen kẽ các bit từ các lối vào DS-1 . Chẳng hạn hệ truyền dẫn DS-2 kết hợp
4 lối vào DS-1 vào 1 luồng 6.312 Mb/s . Dữ liệu từ 4 nguồn này sẽ đợc đan xen 12 bit
mỗi lần . Lu ý rằng 1.544 x 4 = 6.176 Mb/s . Dung lợng còn lại sẽ đợc sử dụng cho
các bít kiểm soát và bít khung.

Mỗi một mức độ cao hơn của phân cấp TDM đợc hình thành bằng các hợp các tín
hiệu từ mức thấp hơn tiếp đó hoậc bằng cách tổ hợp các tín hiệu này với lối vào đạt tốc độ
dữ liệu thích hợp từ các nguồn khác . Đầu tiên , tốc độ truyền dẫn DS-1 sé đựơc dùng để
cung cấp cả dịch vụ tiếng và dữ liệu. Dịch vụ dữ liệu đợc gọi là dịch vụ số hoá thọai dữ
liệu ( DDS ). Dịch vụ DDS là dịch vụ truyền dẫn kĩ thuật số giữa các thiết bị số liệu
khách hàng với tốc độ từ 2.4 kb/s đến 56 kb/s. Dịch vụ này có tại tất cả các địa điểm của
khách hàng qua đôi dây xoắn

Các thiết bị hợp kênh tiêu chuẩn đều đợc dùng để tạo ra các cơ sở truyền dẫn cao
hơn . Thông dụng nhất là các thiết bị đợc liệt kê trong bảng 2.2 . Các thiết kế DS-1 , DS-
1c đều chỉ cùng 1 sơ đồ hợp kênhđợc dùng cho việc tảI thông tin. Công ty AT&T và
các nhà cung cấp khác đa ra các thiết bị truyền dẫn hỗ trợ rất nhiều các loại tín hiêụ đã
đợc hợp kênh khác nhau và đợc gọi là hệ thống nhà cung cấp. Chúng đợc đánh dấu
bằng nhãn T . Nh vậy T
1
cung cấp tốc độ dữ liệu 1.544 Mb/s và có khả năng hỗ trợ
cho khuôn dạng hợp kênh DS-1 và cứ nh vậy với tốc độ cao hơn T
2