Chương 6: Phân hợp kênh pdf

BK
TP.HCM
2008
dce
Chương 6

Phân hợp kênh
 Ghép/tách kênh theo tần số
 Ghép/tách kênh đồng bộ

theo thời gian
 Ghép/tách kênh thống kê theo thời gian
 Đường thuê bao số không đối xứng
 xDSL
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
2
Data Communication and Computer Networks
Multiplexer
M
u
lt
ip
le
x
e
r
D
0
D

1
D
2
D
3
D
4
D
5
D
6
D
7
r
s
0
s
1
s
2
D
0
r
s
0
D
1
D
2
D

3
D
4
D
5
D
6
D
7
s
1
s
2
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
3
Data Communication and Computer Networks
Phân

hợpkênh
•

Nhiều

đường

kếtnối

(link) trên

một

dây

vậtlý

(physical line)
•

Thường

dùng

trong

các

đường

kếtnốixa,


dung lượng

lớn (cáp quang, coxial, vi ba)
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
4

Data Communication and Computer Networks
Tạisaocầnphânhợp

kênh?
•

Tốc độ

truyền dữ

liệu càng cao thì

việc sử

dụng đường truyền càng hiệu quả
–

Giá

thành cho một kênh truyền giảm
–

Giá

thành đầu tư đường truyền tính trên 1kps
giảm
•

Hầu hết các thiết bị

cá nhân không đòi hỏi tốc
độ

truyền dữ

liệu cao
–

Các máy tính lướt web chỉ

cần tốc độ

64kbps
–

Các kênh truyền thoại không đòi hỏi băng thông
truyền cao
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
5
Data Communication and Computer Networks
Phương

pháp

phân

hợpkênh
Thờigian

Băng thông
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
6
Data Communication and Computer Networks
Dồn kênh theo tần số
•

Frequency Devision
Multiplexing (FDM)
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
7
Data Communication and Computer Networks
FDM
•

Thường

được

dùng

vớitínhiệutương

tự
•

Nhiềutínhiệugiống

nhau

đượctruyền

đồng

thời
trên

cùng

môi

trường

truyềnbằng

cách

điềuchế
mỗi

tín

hiệuvàomộtkhoảng

tầnsố

khác

nhau
•

Điềukiện:
–

Băng

thông

môi

trường

truyềnlớnhơnbăng

thông

mà

tín

hiệu

đượctruyềnyêucầu
–

Băng

thông

củacáctínhiệusaukhiđiềuchế

không

trùng

lấp

nhau

nhiều

(guard bands)
•

Kênh truyền được cấp phát tĩnh
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
8
Data Communication and Computer Networks
Hoạt

động

củahệ

thống
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
9
Data Communication and Computer Networks
Hoạt động của hệ

thống
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
10
Data Communication and Computer Networks
Ví

dụ

FDM của

3 kênh

thoại
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
11
Data Communication and Computer Networks
Các vấn đề

trong FDM
•

Băng thông đường truyền lớn hơn tổng băng
thông các kênh
•

Nhiễu crosstalk
–

Phổ

của các tín hiệu thành phần bị

trùng lắp lên
nhau nhiều
–

Với tín hiệu thoại, 1 kênh chỉ

cần băng thông 4kHz
•

Nhiễu điều chế
–

Các thiết bị

khuếch đại không tốt tạo nên các
thành phần tần số

lạ

trên các kênh
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
12
Data Communication and Computer Networks
FDM trong

thựctế

-Mạng

AT&T
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
13
Data Communication and Computer Networks
Phân kênh theo bước sóng (WDM)
•

Mộtdạng

củaFDM
•

Nhiều

chùm

ánh

sáng

vớitầnsố

(bướcsóng–

màu

sắc) khác

nhau
•

Mỗitầnsố

truyền

các

kênh

dữ

liệukhácnhau
•

Được

dùng

để

truyềndữ

liệu

trong

cáp

quang
–

Hệ

thống

thương

mạihiệntại

có

160 kênh, mỗikênh

10 Gbps
–

Hệ

thống

trong

phòng

thí

nghiệm

đạt

256 kênh, mỗi

kênh

39.8 Gbps
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
14
Data Communication and Computer Networks
Hoạt

động

củaWDM
•

Cùng

kiếntrúctổng

quát

như

FDM
•

Nguồn

sáng

tạoracácchùmlaser vớitầnsố

khác

nhau
•

Nhiều

chùm

sáng

kếthợpvới

nhau

để

lan

truyền

trên

cùng

một

đường cáp

quang
•

Phân

kênh

tại

đích

đến
•

Dense wavelength division multiplexing
(DWDM)
–

Chưa có định nghĩa chính thức (chưa được chuẩn hóa)
–

Thường dùng khi có

nhiều kênh và

các kênh sát nhau hơn
so với WDM
–

Khoảng cách kênh là

200GHz hoặc nhỏ hơn thường được
gọi là

DWDM
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
15
Data Communication and Computer Networks

Synchronous Time Division Multiplexing
•

Phương pháp này chỉ

hiện thực được khi tốc độ

dữ

liệu (băng
thông,…) môi trường truyền lớn hơn tốc độ

dữ

liệu mà

tín
hiệu được truyền yêu cầu
•

Nhiều tín hiệu số

có

thể được truyền đồng thời trên cùng một
đường truyền bằng cách đan xen các phần của mỗi tín hiệu
theo thời gian (time slot)
•

Dữ

liệu xen kẽ

có

thểởmức độ

bit, block nhiều byte
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
16
Data Communication and Computer Networks
Hoạt

động

củaSTDM
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
17
Data Communication and Computer Networks
Ví

dụ

về

hoạt

động

củaSTDM
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
18
Data Communication and Computer Networks
Đặc điểm của STDM
•

Dữ

liệu

đượctruyềnthànhnhững

frame có

cấutrúc

giống

nhau
•

Mỗiframe gồmmộttậpcáckhethời

gian

(time slot)
•

Mỗi

nguồndữ

liệu

đượctruyền

trong

mộthoặcmột

số

time slot trong

mỗiframe
•

Chuỗi time slot trong các frame cấp cho một nguồn
dữ

liệu gọi là

kênh (channel)
•

Time slot đượcgántrước

cho mỗi nguồn và

không

thay

đổi–vìvậygọilàđồng

bộ

(Synchronous)
•

Time slot có

thểđược

gán

không

đồng

đềugiữacác

nguồndữ

liệutốc

độ

khác

nhau
–

Nguồn phát có

tốc độ

cao sẽ được gán nhiều timeslot hơn
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
19
Data Communication and Computer Networks
Điềukhiển

liên

kết

trong

TDM
•

Các frame TDM không

có

header và

trailer
•

Không

cần

điềukhiển

ở

lớp datalink

cho

các

frame
củaTDM
•

Điềukhiển

dòng

–

Tốc

độ

dữ

liệucủa

đường

truyền

phân/hợp

đượccốđịnh

và

các

bộ

phân/hợp

kênh

hoạt

động

ở

tốc

độ

đó
–

Nếucómột

kênh

không

thể

nhậndữ

liệu, các

kênh

khác

vẫntiếptục
•

Điềukhiểnlỗi
–

Lỗi

được

phát

hiệnvàxử

lý

bởitừng

kênh

riêng

biệt
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
20
Data Communication and Computer Networks
Ví

dụ

vềđiềukhiển

liên

kếttrongTDM
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
21
Data Communication and Computer Networks
Framing
•

Điềukhiển

liên

kết

không

cầnthiếttrongTDM
•

Tuy

nhiên
–

Không

có

cờ

(flag) hoặc

các

ký

tự

SYNC để

phân biệt các
khung

TDM
–

Nếumất

đồng

bộ

các

frame, dữ

liệutrêntấtcả

các

kênh

sẽ

mất


Phảicócơ

chếđồng

bộ

khung
•

Cơ

chế

added-digit

framing
–

Mộtbit điềukhiển

được

thêm

vào

mỗi

khung

TDM
–

Các

bit điềukhiểnnàytạo

thành

một

kênh

khác

–

“kênh

điềukhiển”
–

Dùng

mẫubit định

dạng

trên

kênh

điềukhiển. Vd

mẫu

01010101
–

Đầunhận

so sánh

mẫubit định

dạng

với

các

bit nhận

được

trên

kênh

điềukhiển
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
22
Data Communication and Computer Networks
Pulse stuffing
•

Vấn

đề: tốc

độ

dữ

liệucủa

các

nguồndữ

liệu

khác

nhau

không

quan

hệ

theo

mộttỉ

lệđơn

giản
•

Giải

pháp

–

Pulse Stuffing
–

Tốc

độ

dữ

liệu

đầu

ra

(không

tính

các

bit khung)
cao

hơntổng

các

tốc

độ

đầuvào
–

Chèn

thêm

các

bit/xung

không

có

ý nghĩa

vào

tín

hiệu

đầuvàođể

làm tăng tốc độ

bit của nguồn

–

Các

bit/xung

được

thêm

vào

tạinhững

vị

trí

cố

định

và

sẽ

bị

loạibỏ

khi

đếnbộ

phân

kênh
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
23
Data Communication and Computer Networks
Ví

dụ
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
24
Data Communication and Computer Networks
Hệ

thống

TDM thựctế
•

Sử

dụng

cấu

trúc

TDM phân

cấp
–

USA/Canada/Japan dùng

mộthệ

thống
–

ITU-T (châu

Au) dùng

mộthệ

thống

khác

tương

tự

•

Hệ

thống

Mỹ

xây

dựng

dựatrênđịnh

dạng

DS-1
–

Có

thể

truyềndữ

liệuvàthoại
–

Gồm

24 kênh, tốc

độ

dữ

liệu

1.544 Mbps
–

Mỗi

khung

có

8 bit/kênh

và

1 bit đồng

bộ

khung
–

Có

thể

gộp

nhiều

đường

DS-1 thành

đường

tốc

độ

cao

hơn(DS-2 tốc

độ

6.312 Mbps)
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
25
Data Communication and Computer Networks
Định

dạng

DS-1