Báo cáo môn đo lường bằng máy tính

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM
Khoa Điện tử - Viễn thơng
_____________________

BÁO CÁO

Mơn học:
“ĐO LƯỜNG BẰNG MÁY TÍNH”

GIẢNG VIÊN: TH.S NGUYỄN HỮU CHÂU MINH

TP. HCM, tháng 6, năm 2021

1


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
..............................................................................................................................
.
..............................................................................................................................
.
..............................................................................................................................
.
Phần đánh giá:
- Ý thức thực hiện:
- Nội dung thực hiện:
- Hình thức trình bày:
- Tổng hợp kết quả:
Điểm bằng số:

Điểm bằng chữ:

(Quy định về thang điểm và lấy điểm làm tròn theo quy định của trường)

TP. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Kí và ghi rõ họ tên)

2

năm


MỤC LỤC

3


LỜI NĨI ĐẦU
Trong q trình cơng nghiệp hóa- hiện đại hóa đất nước. Tự động hóa là yếu tố
khơng thể thiếu trong một nền cơng nghiệp hiện đại. Nói đến tự động hóa thì
máy tính là một cơng cụ hỗ trợ đắc lực nhất và không thể thiếu được trong rất
nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong đo lường và điều khiển.
Việc ứng dụng máy tính vào kỹ thuật đo lường và điều khiển đã đem lại nhiều
kết quả đầy tính ưu việt. Các thiết bị, hệ thống đo lường và điều khiển ghép nối
với máy tính có độ chính xác cao, thời gian thu thập dữ liệu ngắn.
Nhưng điều đáng quan tâm nhất là mức độ tự động hóa trong việc thu thập và
xử lý kết quả đo, kể cả việc lập bảng thống kê, đồ họa, cũng như in ra kết quả.

Để đo lường và điều khiển hệ thống thì ngồi các thiết bị ghép nối với máy tính,
cịn có một chương trình nạp vào máy tính để xử lý và điều khiển quá trình hoạt
động của hệ thống.
Việc ứng dụng máy tính vào trong các hệ thống truyền động điều khiển tốc độ,
vị trí ngày càng phổ biến. Ví dụ như trong các dây truyền lắp ráp các sản phẩm
kỹ thuật cao, trong việc gia công sản phẩm có hình dạng, kích thước được vẽ
trước trên máy tính, trong cơ cấu truyền động cho tay máy, người máy, cơ cấu
ăn dao máy cắt gọt kim loại quay anten, kính viễn vọng, trong các hệ thống
bám, tùy động,…
Labview là một ngơn ngữ lập trình chun nghiệp trong lĩnh vực tự động hóa, là
một mơi trường lập trình cho phép tạo ra các chương trình sử dụng kí hiệu đồ
họa giúp tạo lên những giao diện chương trình chuyên nghiệp. Nó chứa đựng rất
nhiều khả năng, sức mạnh khi phát triển và thực thi các ứng dụng tự động hóa:
đo lường, thu thập, phân tích, xử lí dữ liệu... Thế giới thiết bị ảo của labview rất
gần gũi và liên kết chặt chẽ với thế giới điều khiển tự động thực.
MÔ TẢ MÔN HỌC
Đo lường và điều khiển dùng máy tính là một trong những mơn học tiên quyết
nhàm cung cấp kiến thức nâng cao cho những ai muốn nghiên cứu về lĩnh vực
đo lường và điều khiển dùng máy tính. Mơn học trang bị những kiến thức về
cấu trúc máy tính, cấu tạo, tính chất, ứng dụng các cảm biến trong cơng nghiệp;
các thuật tốn điều khiển chính xác. Từ đó giúp sinh viên hiểu và áp dụng
những kiến thức đã học vào thực tế.

4


BÀI 1: TỔNG QUAN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN DÙNG PHẦN MỀM
LABVIEW
Sau khi học xong bạn có thể:
- Định nghĩa “Truyền thông và viễn thông”.

- Định nghĩa chuyển mạch.
- Phân loại cơ bản các kỹ thuật chuyển mạch.
- Biết được quá trình phát triển của kỹ thuật chuyển mạch.
1.1 Một số khái niệm cơ bản:
- Truyền thông (Communication): sự trao đổi vận chuyển thông tin.
- Viễn thông (Telecommunication): sự truyền thông qua khoảng cách địa lý.
- Các thiết bị được sử dụng để hỗ trợ dịch vụ được gọi là vật mang dịch vụ.
- Thơng tin: Bưu chính và Viễn thông.
- Viễn thông: Thoại, Video, Telex, Teletext, Facsimile, Video, Telex, Số liệu:
+ Thoại: Là sự trao đổi thông tin bằng tiếng nói.
+ Video: Là sự trao đổi thơng tin bằng hình ảnh.
+ Telex: Là sự trao đổi thơng tin bằng ký hiệu.
+ Teletext: Giống như Telex nhưng tốc độ truyền là 2400 bit/s còn Telex chỉ là
50 bit/s.
+ Facsimile: Trao đổi thơng tin hình ảnh qua th bao.

- Các phương pháp tổ chức mạng:
+ Mạng lưới (Mesh), Mạng sao (Star), Mạng hỗn hợp: Là mạng sử dụng một
phần mắc theo kiểu mạng lưới và phần còn lại mắc theo kiểu mạng sao.
+ Một mạng lưới của một quốc gia thì chưa chắc đã tuân thủ theo tiêu chuẩn
CCITT quốc tế vì cịn tùy thuộc vào sự phát triển kinh tế, địa lý mỗi vùng là
5


khác nhau.

1.2 Định nghĩa chuyển mạch:
Chuyển mạch là một quá trình thực hiện đấu nối và chuyển thơng tin cho người
sử dụng thơng qua hạ tầng mạng viễn thơng. Nói cách khác, chuyển mạch trong
mạng viễn thông bao gồm chức năng định tuyến cho thông tin và chức năng

chuyển tiếp thơng tin. Như vậy, theo khía cạnh thơng thường khái niệm chuyển
mạch gắn liền với lớp mạng và lớp liên kết dữ liệu trong mơ hình OSI của Tổ
chức tiêu chuẩn quốc tế ISO.

6


1.3 Hệ thống chuyển mạch:
Quá trình chuyển mạch được thực hiện tại các nút chuyển mạch, trong mạng
chuyển mạch kênh thường gọi là hệ thống chuyển mạch (tổng đài) trong mạng
chuyển mạch gói thường được gọi là thiết bị định tuyến (bộ định tuyến).
1.4 Phân loại chuyển mạch
- Xét về mặt công nghệ, chuyển mạch chia thành hai loại cơ bản: chuyển mạch
kênh và chuyển mạch gói. Mặt khác, chuyển mạch còn được chia thành bốn
kiểu: chuyển mạch kênh, chuyển mạch bản tin, chuyển mạch gói và chuyển
mạch tế bào.
- Mạng chuyển mạch kênh thiết lập các mạch (kênh) chỉ định riêng cho kết nối
trước khi q trình truyền thơng thực hiện. Như vậy, quá trình chuyển mạch
được chia thành ba giai đoạn phân biệt: thiết lập, truyền và giải phóng. Để thiết
lập, giải phóng và điều khiển kết nối (cuộc gọi) mạng chuyển mạch kênh sử
dụng các kỹ thuật báo hiệu để thực hiện. Đối ngược với mạng chuyển mạch
kênh là mạng chuyển mạch gói, chia các lưu lượng dữ liệu thành các gói và
truyền đi trên mạng chia sẻ. Các giai đoạn thiết lập, truyền và giải phóng sẽ
được thực hiện đồng thời trong một khoảng thời gian và thường được quyết
định bởi tiêu đề gói tin.
1.4.1 Phương thức chuyển mạch kênh:
- Chuyển mạch kênh phục vụ trao đổi thông tin bằng cách cấp kênh trực tiếp
giữa các đối tượng sử dụng.
- Xử lý qua 3 giai đoạn: thiết lập đường dẫn, duy trì nó, giải phóng.
- Đặc điểm của chuyển mạch kênh: Thực hiện trao đổi thông tin giữa các user

trên trục thời gian thực, các user làm chủ các kênh trong suốt quá trình trao đổi,
hiệu suất thấp, Yêu cầu trao đổi không mang thông tin địa chỉ, phù hợp với dịch
vụ, khi lưu lượng tăng đến một ngưỡng nào đó thì tổng đài sẽ từ chối tiếp nhận
những cuộc gọi kết nối mới.

7


1.4.2 Phương thức chuyển mạch tin:
- Phục vụ trao đổi thơng tin giữa các bản tin như điện tín, thư điện tử, file,..
- Thiết bị đầu cuối sẽ chuyển địa chỉ đến đích cho các node chuyển mạch tin và
các tin tức tới các node phải xếp hàng giải quyết lần lượt.
T trễ = T nhận + T xử lý + T xếp hàng.
- Đặc điểm chuyển mạch tin: không có liên hệ thời gian thực giữa các user, kênh
dẫn không dành riêng cho các user mà dùng chung đường truyền, hiệu suất cao,
yêu cầu chính xác, nội dung và yêu cầu địa chỉ, áp dụng cho số liệu, chấp nhận
cuộc gọi mới khi sử dụng mạng đang cao.

1.4.3 Chuyển mạch gói:
- Bản tin được phân chia thành các gói với chiều dài xác định. mỗi gói có phần
header mang thơng tin địa chỉ và thứ tự gói.
- Mỗi khi qua các node chuyển mạch gói cũng xếp hàng chờ như chuyển mạch
tin.
- Trong các gói đều có phần kiểm tra nhằm đảm bảo rằng gói khơng bị lỗi qua
mỗi chặng.
- Đặc điểm của chuyển mạch gói: Trao đổi thơng tin không theo thời gian thực
nhưng nhanh hơn chuyển mạch tin, đối tượng sử dụng không làm chủ kênh dẫn,
hiệu suất cao, thích hợp truyền số liệu, việc kiểm tra lỗi làm cho tốc độ giảm,
băng thông thấp tốc độ thấp, phù hợp với mạng truyền dẫn tốc độ thấp.
- Mạng chuyển mạch kênh thiết lập chỉ định riêng cho kết nối trước khi qua trình

truyền thơng thực hiện. Như vậy quá trình chuyển mạch được chia làm ba giai
đoạn phân biệt: thiết lập, truyền và giải phóng.

8


1.5 Kỹ thuật lưu lượng TE:
Kỹ thuật lưu lượng TE (Traffic Engineering) là một trong các vấn đề quan trọng
trong khung làm việc của hạ tầng viễn thơng. Mục đích kỹ thuật lưu lượng là cải
thiện hiệu năng và độ tin cậy của các hoạt động của mạng trong khi tối ưu các
nguồn tài nguyên là lưu lượng, bằng phương pháp kĩ thuật để định hướng các
luồng lưu lượng phù hợp với các tham số ràng buộc tĩnh hoặc động. Mục tiêu cơ
bản của kĩ thuật lưu lượng là cân bằng và tối ưu các điều khiển của tài nguyên
mạng thơng qua các thuật tốn và giải pháp kỹ thuật.
1.6 Báo hiệu trong mạng viễn thông:
Báo hiệu sử dụng các tín hiệu để điều khiển truyền thơng, trong mạng viễn
thơng, báo hiệu là sự trao đổi thông tin liên quan tới điều khiển, thiết lập các kết
nối và thực hiện quản lý mạng. Các hệ thống báo hiệu có thể phân loại theo đặc
tính và nguyên tắc hoạt động gồm: Báo hiệu trong băng và báo hiệu ngoài băng,
báo hiệu đường và báo hiệu thanh ghi, báo hiệu kênh liên kết và kênh chung,
báo hiệu bắt buộc… Các thông tin báo hiệu được truyền dưới dạng tín hiệu điện
hoặc bản tin. Các hệ thống thông báo hiệu trong mạng chuyển mạch điện thoại
công cộng PSTN được đánh số từ 1-7.

9


1.7 Mạng tích hợp dịch vụ số băng rộng B-ISDN:
Cung cấp các kết nối thông qua chuyển mạch, các kết nối cố định (Permanent)
hoặc bán cố định (Semi~), các kết nối từ điểm tới điểm hoặc từ điểm tới đa điểm,

và cung các dịch vụ yêu cầu, cách dịch vụ dành trước hoặc các dịch vụ yêu cầu
cố định. Kết nối trong B-ISDN phục vụ cho cả các dịch vụ chuyển mạch kênh,
chuyển mạch gói theo kiểu đa phương tiện (Multimedia). đơn phương tiện
(Mono~), theo kiểu hướng liên kết (Connection-Oriented) hoặc phi liên kết
(Connectionless) và theo cấu hình đơn hướng hoặc đa hướng.
1.8 Quá trình phát triển của kĩ thuật chuyển mạch:
- Chuyển mạch là quá trình thực hiện đấu nối tuyến liên lạc giữa hai thuê bao
(điện thoại, máy tính, fax…) thơng qua một hay nhiều hệ thống. Hệ thống đó
được gọi là chuyển mạch. Khái niệm chuyển mạch thoại đã có ngay từ khi phát
minh ra máy điện thoại vào năm 1786, vào thời gian đó q trình thiết lập tuyến
nối được thực hiện nhờ điện thoại viên và ban đầu nối; hình thức chuyển mạch
này cịn được gọi là chuyển mạch nhân công. Cùng với sự phát triển của các
ngành công nghiệp, tổng đài cũng từng bước được cải tiến và hồn thiện, từ tổng
đài nhân cơng lên tổng đài tự động sử dụng cơ điện, tổng đài điện tử và tổng đài
điện tử SPC, tổng đài băng rộng,…
- Tổng đài nhân công đầu tiên được đưa vào khai thác tại thành phố New
Heivene bang Conneckicut (USA) vào đầu năm 1878 chỉ sau hai năm sáng chế ra
máy điện thoại cả A.G.Bell. Từ đó đến nay, mạng điện thoại đã phát triển mạch
theo nhu cầu thông tin liên lạc điện thoại. Do vậy rất nhanh chóng tổng đài nhân
công đạt đến sự giới hạn khả năng của nó và ý tưởng tự động hố đã được anh
em A.B.Strowger thúc đẩy. Tổng đài tự động do A.B.Strowger sáng chế có tên
gọi là tổng đài cơ điện hệ từng nấc (thế hệ 1) được đưa vào sử dụng năm 1892
trên cơ sở bộ tìm chọn từng nấc của anh em A.B.Strowger sáng chế năm 1889.
Tiếp đó nhằm nâng cao chất lượng và kinh tế, tổng đài rơ le (thế hệ 2), tổng đài
ngang dọc điều khiển trực tiếp được điều chế năm 1926 và vào năm 1938 tổng
đài Crossbar-No1 với phương pháp điều khiển ghi phát là tổng đài thế hệ 3.
Những tiến bộ và thành tựu trong công nghệ điện tử và máy tính đã thúc đẩy ý
tưởng ứng dụng vào lĩnh vực tổng đài điện thoại. Quá trình chuyển đổi từ
chuyển mạch cơ sang chuyển mạch điện từ (thế hệ 4), đặc biệt là tổng đài số
được đặc trưng với việc tạo ra hệ thống thống nhất chuyển mạch và truyền dẫn

10


thông tin
- Vào khoảng thập niên 60 của thế kỉ 20, xuất diện sản phẩm điện tử tổng đài số
là sự kết hợp giữa công nghệ điện tử với kỹ thuật máy tính. Tổng đài điện tử số
cơng cộng đầu tiên ra đời được điều khiển theo chương trình ghi sẵn SPC
(Stored Program Control), được giới thiệu tại bang Succasunna, New Jersey,
USA vào tháng 5 năm 1965. Trong những năm 70 hàng loạt các tổng đài thương
mại điện tử số ra đời. Một trong những tổng đài đó là tổng đài E10 của CITAlcatel được sử dụng tại Lannion (France). Và tháng 1 năm 1976 Bell đã giới
thiệu tổng đài điện tử số công cộng 4ESS. Hầu hết cho đến giai đoạn này tất cả
tổng đài điện tử đều sử dụng hệ thống chuyển mạch là số và các mạch giao tiếp
thuê bao thường là analog, các đường trung kế là số. Một trường hợp ngoại lệ là
tổng đài DMS100 của Northern Telecom đưa vào năm 1890 dùng toàn bộ kỹ
thuật số đầu tiên trên thế giới. Hệ thống 5ESS của hãng AT&T được đưa vào
năm 1982 đã cải tiến rất nhiều từ hệ thống chuyển mạch 4ESS và đã có rất nhiều
chức năng tương thích với các dịch vụ ISDN. Sau đó hầu hết các hệ thống
chuyển mạch số đều đưa ra các cấu hình hỗ trợ cho các dịch vụ mới như ISDN,
dịch vụ cho các mạng thông minh và các tính năng mới tương thích với sự phát
triển của mạng lưới.
- Vào những năm 1996 khi mạng Internet trở thành bùng nổ trong thế giới công
nghệ thông tin, nó đã tác động mạnh mẽ đến cơng nghiệp viễn thơng và xu
hướng hội tụ các mạng máy tính, truyền thơng, điều khiển, viễn thơng trở thành
một bài tốn cần giải quyết. Công nghệ viễn thông đang biến đổi theo hướng tất
cả các loại hình dịch vụ hình ảnh âm thanh, thoại sẽ được tích hợp và chuyển
mạch qua các hệ thống chuyển mạch. Một mạng cố thế truyền băng rộng với
các loại hình dịch vụ thoại và phi thoại, tốc độ cao và đảm bảo được chất lượng
phục vụ (QoS) đã thành cấp thiết trên nền tảng của một kĩ thuật mới: Kỹ thuật
truyền tải không đồng bộ ATM và trên đó cũng là các ứng dụng thoại và phi
thoại. Các hệ thống chuyển mạch điện tử số cũng phải dần thay đổi .Theo hướng

này các tổng đài chuyển mạch thoại băng thông rộng ra đời.
- Hiện nay rất nhiều các cấu kiện và thiết bị chuyển mạch quang đã được nghiên
cứu, phát triển và đã được triển khai ở một số nước và trong tương lai không xa
các hệ thống chuyển mạch quang băng thông rộng sẽ thay thế cho hệ thống
chuyển mạch hiện tai để cung cấp các chuyển mạch tốc độ cao và độ rộng băng
lớn.

11


12


Câu hỏi:
1. Anh chị hãy kể ra những kỹ thuật chuyển mạch trong mạng thông tin?
2. Anh chị hiểu như thế nào về kỹ thuật chuyển mạch? Và vì sao chúng ta cần
phải sử dụng kỹ thuật chuyển mạch này trong ngành điện tử viễn thông?
3. Anh chị hãy cho biết kỹ thuật chuyển mạch sơ khai và kỹ thuật chuyển
mạch được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là kỹ thuật nào?
4. Anh chị hãy vẽ ra mơ hình cơ bản của kỹ thuật chuyển mạch?

13


Bài 2: KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH KÊNH
Sau khi học xong bài này, học viên có thể:
- Nắm được các khái niệm cơ bản về kỹ thuật chuyển mạch kênh.
- Tìm hiểu một số dạng chuyển mạch.
2.1 Khái quát chung:
- Kỹ thuật chuyển mạch kênh là các hệ thống chuyển mạch trong đó có các

trường chuyển mạch, vì vậy các đặc điểm cơ bản của kỹ thuật chuyển kênh
được trình bày qua các nguyên lý, nguyên tắc cấu tạo và các phương thức hoạt
động của các trường chuyển mạch.
2.1.1 Chuyển mạch thời gian (T)

2.1.2Chuyển mạch không gian (S)

2.1.3 Chuyển mạch ghép (TST)
- Chuyển mạch kênh được tiến hành qua 3 bước:
+ Thiết lập đường dẫn dựa vào nhu cầu trao đổi thơng tin.
+ Duy trì kênh dẫn trong suốt thời gian trao đổi thơng tin.
+ Giải phóng kênh dẫn khi đối tượng sử dụng hết nhu cầu trao đổi thông tin.

14


2.2 Cơ sở kỹ thuật của chuyển mạch kênh:

- Kỹ thuật chuyển mạch dựa trên nguyên tắc thiết lập kênh nối dành riêng cho
các cuộc nối để phục vụ cho q trình truyền tin qua mạng. Nó đóng vai trị
quan trọng trong các hệ thống mạng viễn thông.
- Các hệ thống chuyển mạch kết nối với nhau qua các phương tiện truyền dẫn
tạo thành mạng chuyển mạch. Có nhiệm vụ thực hiện việc kết nối cho các cuộc
gọi từ đầu đến cuối mạng (bao gồm cả đường dẫn báo hiệu và đường dẫn thơng
tin).
- Chuyển đổi mạch kênh tín hiệu số là q trình kết nối, trao đổi thơng tin số
trong các khe thời gian được phân chia theo phương thức chia thời gian TDM.
- Do vậy, ta cần xem xét các vấn đề về q trình chuyển đổi tín hiệu tương tự
sang tín hiệu số theo nguyên lý PCM.
2.2.1 Chuyển mạch kênh được phân chia như sau:

15


2.2.2 Chuyển mạch phân chia theo không gian:
- Khái niệm: Chuyển mạch phân chia không gian (SDTS) là loại chuyển mạch
có các đầu ra, đầu vào được bố trí theo không gian (cách quãng, thanh chéo).
Chuyển mạch được thực hiện bằng cách mở đóng các cổng điện tử hay các điểm
tiếp xúc.
- Phân loại: Có 4 loại chuyển mạch phân chia theo không gian.


Chuyển mạch kiểu chuyển động truyền:

- Thực hiện chuyển mạch theo nguyên tắc vận hành cơ tương tự như chuyển
mạch xoay.
- Nó lựa chọn dây rỗi trong quá trình dẫn truyền và tiến hành các chức năng
điều khiển ở mức nhất định. Do đơn giản nên nó được sử dụng rộng rãi trong
tổng đài đầu tiên.
- Nhược điểm: Tốc độ thực hiện chậm, tiếp xúc mau mòn, thay đổi hạng mục
tiếp xúc gây nên sự rung động cơ học.


Chuyển mạch cơ kiểu đóng mở:

- Đơn giản hóa thao tác cơ học thành thao tác mở đóng. Chuyển mạch này
khơng có chuyển mạch điều khiển lựa chọn và được thực hiện theo giả thiết là
mạch gọi, mạch gọi và mạch điều khiển là hoàn toàn tách riêng nhau.

- Ưu điểm: khả năng cung cấp điều khiển linh hoạt và được coi là chuyển mạch

tiêu chuẩn.

16




Chuyển mạch rơ le điện tử:

- Có rơ le điện tử ở mỗi điểm cắt của chuyển mạch thanh chéo.
- Điểm cắt có thể lựa chọn theo hướng của dịng điện trong rơ le. Do đó thực
hiện nhanh hơn kiểu đóng mở.



Chuyển mạch điện tử kiểu phân chia khơng gian:

- Có một cổng điện tử ở mỗi điểm cắt của chuyển thanh chéo.
- Nhược điểm: khơng tương thích với phương pháp cũ do độ khác nhau về mức
độ tín hiệu hoặc chi phí và các đặc điểm thoại khá xấu như mất tiếng, xuyên âm.
- Có rơ le điện tử ở mỗi điểm cắt của chuyển mạch thanh chéo.
- Điểm cắt có thể lựa chọn theo hướng của dịng điện trong rơ le. Do đó thực
hiện nhanh hơn kiểu mở đóng.
2.2.3 Chuyển mạch ghép (MPTS):
- Khái niệm: là loại chuyển mạch mà thông tin của các cuộc gọi được ghép với
nhau trên cơ sở thời gian hay tần số trên đường truyền.
- Phân loại: có 2 loại chính:
+ Chuyển mạch phân chia theo tần số (FDM).
+ Chuyển mạch phân chia theo thời gian (TDM).

17




Chuyển mạch phân chia theo tần số (FDM):

- Tách các tín hiệu có các tần số cần thiết bằng cách sử dụng bộ lọc có thể thay
đổi.
- Phát sinh các loại tần số khác nhau, trong việc cung cấp ngắt các tần số này
cũng như trong các bộ lọc có thể thay đổi.
- Chi phí phù hợp.
- Được nghiên cứu trong thời kì đầu của sự phát triển tổng đài nhưng chưa được
sử dụng rộng rãi.


Chuyển mạch phân chia theo thời gian (TDM):

- Thực hiện chuyển mạch trên cơ sở ghép kênh theo thời gian.
+ Chuyển mạch PAM (Pulse Amplitude Modulation).
+ Chuyển mạch PCM (Pulse Code Modulation).

- Chuyển mạch PAM đơn giản, không cần phải biến đổi A/D, nhưng chỉ thích
hợp trong tổng đài nhỏ hay vừa do tạp âm, xuyên âm lớn.
- Chuyển mạch PCM có chất lượng truyền dẫn hầu như khơng lệ thuộc khoảng
cách, tính mở và kinh tế cao trong mạng thơng tin hiện đại, có khả năng liên kết
với IN hay ISDN.

18

2.2.4 Kỹ thuật điều chế mã xung PCM:
- Khái niệm: Là một quá trình gồm nhiều bước nhằm chuyển đổi tín hiệu từ
tương tự sang số, có thể ứng dụng cho nhiều loại tín hiệu khác nhau nhưng chủ
yếu là tín hiệu thoại.



Lấy mẫu:

- Tín hiệu thoại có tần số vào khoảng 50Hz đến 20kHz tuy nhiên tập trung phần
lớn vào băng tần 0,8kHz đến 1,2kHz. Để giảm băng tần truyền dẫn kỹ thuật
PCM sử dụng phổ từ 0,3kHz đến 3,4kHz và tín hiệu lấy mẫu là 8kHz (theo
Nyquist).
- Các xung sau khi lấy mẫu được đưa vào hệ thống ghép kênh phân chia theo
thời gian (TDM), như vậy khoảng thời gian giữa các tín hiệu lấy mẫu T bằng
125 micro giây.


Lượng tử hóa:

- Là q trình biến đổi các mẫu tín hiệu tương tự thành các giá trị rời rạc để
truyền trong các hệ thống số.
- Các tín hiệu PAM được so sánh với một tập hữu hạn các mức lượng tử để xác
định và gán các mẫu xung PAM vào các mức tương ứng. Việc gán này sẽ nảy
sinh ra các lỗi ngẫu nhiên được gọi là lỗi lượng tử.
- Để giảm nhiễu lượng tử:
+ Có thể thực hiện bằng cách tăng số lượng mức lượng tử nhưng sẽ làm tăng
băng thơng.
+ Lượng tử hóa khơng đều: các tín hiệu thoại có mật độ phân bố xác xuất biên

độ nhỏ nhiều hơn so với biên độ lớn => hàm loga được chọn làm phân bố mức
lượng tử.
19


- Áp dụng kĩ thuật nén- giãn tín hiệu: tín hiệu bị nén trước khi được mã hóa và
cuối cùng được giãn ngược trở lại với các tham số ngược với các tham số nén
để hồn trả lại tín hiệu ban đầu. Hai tiêu chuẩn nén là A và .


Mã hóa:

- Là thực hiện chuyển đổi các mẫu tín hiệu đã lượng tử thành các mã nhị phân 8.
Dạng của một từ mã PCM như sau X=P ABC DEGH.
Trong đó:
+ X thể hiện từ mã.
+ P là bit dấu.
+ ABC là bit chỉ thị phân đoạn.
+ DEGH là bit chỉ thị các mức lưu lượng trong đoạn.
2.3 Chuyển mạch PCM:
2.3.1 Khái quát chung:
- Là loại chuyển mạch ghép hoạt động theo cơ sở dồn kênh theo thời gian và
điểu chế xung mã.
- Một mạng chuyển mạch gồm các trung tâm (nodes) chuyển mạch, các thiết bị
đầu cuối và hệ thống truyền dẫn.

20


2.3.2 Đường truyền của chuyển mạch PCM:

Đường
dây từ
tổng
đài

Đường
dây từ
tổng
đài

Trường
chuyển
mạch

Đường
GiaoĐường
dây tiếp
đến
dây đến
thuêđường
thuê
bao dây
bao

Giao
tiếp
đường
dây

- Việc trao đổi giữa các khe thời gian thực hiện theo 2 phương pháp và có thể tách

biệt hoặc phối hợp:
+ chuyển mạch thời gian.
+ chuyển mạch không gian.
2.3.3 Chuyển mạch thời gian T:
- Chuyển mạch T về cơ bản là thực hiện chuyển đổi thông tin giữa các khe thời
gian khác nhau trên cùng một tuyến PCM.

21




Phương thức thực hiện:

Về lý thuyết thì có 2 phương pháp sau:
- Dùng bộ trễ : nguyên tắc: trên đường truyền tín hiệu ta đặt các đơn vị trễ có thời
gian trễ bằng 1 khe thời gian.

- Phương pháp dùng bộ nhớ đệm:
+ Dựa trên cơ sở các mẫu tiếng nói được ghi vào các bộ nhớ đệm BM và đọc ra ở
những thời điểm mong muốn. Địa chỉ ô nhớ trong BM để ghi hoặc đọc được cung
cấp bởi bộ nhớ điều khiển CM.
+ Thông tin phân kênh thời gian lần lượt được ghi vào các tế bào của BM. Nếu b là
số bit mã hóa mẫu tiếng nói, R là số khe thời gian trong một tuyến (khung) thì BM
sẽ có R ơ nhớ và dung lượng bộ nhớ BM là b.R bits.
+ CM lưu các địa chỉ của BM để điểu khiển việc đọc ghi, vì BM có R địa chỉ, nên
dung lượng của CM là R.log2R bits (trong đó, log2R biểu thị số bit trong 1 từ địa
chỉ và cũng là số đường trong 1 bus).
+ Việc ghi đọc vào BM có thể là tuần tự hoặc ngẫu nhiên. Như vậy, trong chuyển
mạch T có 2 kiểu điều khiển là tuần tự và ngẫu nhiên.

22




Điều khiển tuần tự:

- Điều khiển tuần tự khiến việc đọc hoặc ghi vào các nhớ của bộ nhớ BM một
cách liên tiếp.
- Sử dụng bộ đếm khe thời gian vs chu kỳ đếm R, bộ đếm này sẽ tuần tự tăng
giá trị lên một sau thời gian của một khe thời gian.

23




Điều khiển ngẫu nhiên:

- Điều khiển việc đọc hoặc ghi các ô nhớ của BM theo yêu cầu.
- Sử dụng bộ nhớ điều khiển CM, ô nhớ C chứa địa chỉ đọc hoặc ghi của bộ nhớ
BM.

24




Một số dạng chuyển mạch T:

- Ghi ngẫu nhiên hoặc đọc ra tuần tự
- Nâng cao khả năng chuyển mạch
- Ghép kênh với các bit song song: Việc nâng cao khả năng chuyển mạch của
tầng T thực hiện phương thức truyền song song tín hiệu số của 1 kênh qua tầng
T.

2.3.4 Tìm hiểu về chuyển mạch khơng gian S:
- Ngun lý: dựa trên cơ sở chuyển mạch không gian dùng thanh chéo. Chuyển
mạch không gian số là chuyển mạch thực hiện trao đổi thông tin cùng 1 khe thời
gian .

25