Bài giảng Ghép kênh tín hiệu số - Ngô Thu Trang

155 trang ngocly 1540

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Ghép kênh tín hiệu số - Ngô Thu Trang", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_ghep_kenh_tin_hieu_so_ngo_thu_trang.pdf

Nội dung text: Bài giảng Ghép kênh tín hiệu số - Ngô Thu Trang

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ Giảng viên: Ngô Thu Trang E-mail: ntttrang@ptit.edu.vn Bộ môn: Thông tin quang - Khoa VT1 Học kỳ: I/ 2009-2010
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GIỚI THIỆU MÔN HỌC  Thời lượng môn học: . 4ĐVHT (48LT + 2KT + 10TH)  Mã học phần: 411GKS360  Mục tiêu: . Nắm được kiến thức cơ bản về tín hiệu; cách thức tín hiệu số được ghép kênh và truyền đi trong mạng; và các giải pháp bảo vệ của mạng để duy trì kết nối  Nội dung: . Chương 1: Một số khái niệm cơ bản trong truyền dẫn tín hiệu . Chương 2: Ghép kênh PCM, PDH và SDH . Chương 3: Các giải pháp duy trì mạng . Chương 4: Các phương thức truyền tải số liệu www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 2 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GIỚI THIỆU MÔN HỌC  Tài liệu tham khảo: . Cao Phán, Cao Hồng Sơn, Ghép kênh PDH và SDH, Bài giảng HVCNBCVT . Bùi Trung Hiếu, Hệ thống truyền dẫn đồng bộ số SDH, NXB Bưu điện, 2001 . P. Tomsu, C. Schmutzer, Next Generation Optical Networks, Prentice Hall, 2002 . Stefano Begni, Synchronization of Digital Telecommunications Network, John Wiley&Sons, 2002 . EURESCOM Project P918, Integration of IP over Optical Networks: Networking and Management, Deliverable 1, 2, 3, 2000 . ITU-T Recommendation G.7041/Y.1303, Generic Framing Procedure, 2002 . ITU-T Recommendation G.707/Y.1322, Network Node Interface for SDH, 2002 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 3 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GIỚI THIỆU MÔN HỌC  Tài liệu tham khảo: . ITU-T Recommendation G.7042/Y.1305, Link Capacity Adjustment Scheme (LCAS) for Virtual Concatenated Signals, 2001 . ITU-T Recommendation X.85/Y.1321, IP over SDH using LAPS, 2000 . ITU-T Recommendation X.86, Ethernet over LAPS, 2001  Đánh giá: . Chuyên cần: 10% . Kiểm tra: 10% . Thực hành: 20% . Thi kết thúc: 60% www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 4 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CHƯƠNG 1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU SỐ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 5 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ NHẬP MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ  Khái niệm ghép kênh (Multiplexing) . Thuật ngữ “ghép kênh”: chỉ quá trình kết hợp hay tổ hợp nhiều tín hiệu lối vào (có tốc độ bit thấp) tạo nên một tín hiệu lối ra (có tốc độ bit cao hơn) . Điều kiện đơn kênh: Tại một thời điểm, môi trường truyền dẫn chỉ cho phép duy nhất một kênh truyền/tín hiệu truyền qua . Trong trường hợp nhiều kênh truyền cùng chia sẻ một môi trường truyền dẫn: khi đó tài nguyên của môi trường truyền sẽ phải chia nhỏ, môi kênh truyền sẽ được chia một phần tài nguyên đó . Tài nguyên của môi trường truyền dẫn: thời gian, tần số, mã, không gian  Mục tiêu của ghép kênh: . Tăng hiệu suất sử dụng môi trường truyền dẫn tăng dung lượng truyền dẫn của hệ thống www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 6 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ NHẬP MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ Các kỹ thuật ghép kênh: . TDM – Time Division Multiplexing • Synchronous TDM • Statistical TDM . FDM – Frequency Division Multiplexing • OFDM: Orthogonal FDM • WDM – Wavelength Division Multiplexing: FDM in optical domain . CDM – Code Division Multiplexing www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 7 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ (1)  Khái niệm: . Băng thông hệ thống được chia thành nhiều băng thông nhỏ hơn, không chồng lấn lên nhau; mỗi băng tần nhỏ này được gán cho mỗi “người dùng” hay một tín hiệu  Thiết bị . Bộ ghép kênh ở phía phát: ghép các tín hiệu với tần số khác nhau (nằm trong dải băng tần hệ thống) thành tín hiệu tổng để truyền đi . Bộ tách kênh ở phía thu: tách tín hiệu tổng thành các tín hiệu có tần số khác nhau phù hợp với phía phát www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 8 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ (2)  FDM thích hợp cho tín hiệu tương tự chịu nhiễu lớn  Các hệ thống ứng dụng FDM: phát thanh truyền hình, truyền hình cáp, hệ thống điện thoại di động, Bộ lọc Bộ điều Bộ lọc Bộ lọc Bộ giải Bộ lọc thấp chế băng băng điều chế thấp f1 f1 Bộ lọc Bộ điều Bộ lọc Bộ lọc Bộ giải Bộ lọc thấp chế băng băng điều chế thấp f2 f2 Bộ lọc Bộ điều Bộ lọc Bộ lọc Bộ giải Bộ lọc thấp chế băng băng điều chế thấp fN fN www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 9 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO BƯỚC SÓNG (1)  Khái niệm: . FDM trong miền quang . Ghép các bước sóng khác nhau truyền đi trên một sợi quang . Tần số sóng mang rất lớn so với tần số trong FDM thông thường  Phân loại: . CWDM . DWDM www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 10 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO BƯỚC SÓNG (2)  Bước sóng hoạt động  Sơ đồ khối hệ thống WDM www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 11 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (1)  Khái niệm: . Thời gian truyền dẫn được chia thành các khe thời gian đều nhau, mỗi “người dùng” hay tín hiệu được gán một khe thời gian để truyền đi . TDM tín hiệu số và TDM tín hiệu tương tự  Đặc điểm . Tối ưu cho tín hiệu số . TDM cho phép mỗi kênh truyền được sử dụng toàn bộ băng thông hệ thống  Phân loại . TDM đồng bộ . TDM thống kê www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 12 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (2)  TDM đồng bộ . Kỹ thuật TDM ra đời đầu tiên . Đặc điểm • Kiểu ghép: “round robin” • Đồng bộ về mặt thời gian: không cần các bit phụ • Các kênh TH đầu vào có tốc độ như nhau. • Các kênh TH không cùng tốc độ: sử dụng bộ đệm hoặc bộ ghép đọc nhiều lần liên tiếp kênh TH tốc độ cao • Tại thời điểm: kênh TH không có dữ liệu: dành khe thời gian . Ứng dụng: Tín hiệu thoại T1, ISDN, www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 13 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (4)  TDM thống kê . Đặc điểm • Truyền dẫn chỉ những kênh có dữ liệu, tại thời điểm kênh nào không có dữ liệu thì khe thời gian đó sẽ được dùng cho kênh khác cần thêm các bit phụ • Tốc độ các kênh TH đến có thể khác nhau . Bộ ghép kênh • Tạo ra cấu trúc khung phù hợp để có thể tách tín hiệu ở phía thu www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 14 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (5)  TDM thống kê . Để phân biệt dữ liệu từ các kênh khác nhau, cần thêm các byte địa chỉ . Nếu dữ liệu đến từ các kênh có độ lớn khác nhau, cần thêm các byte xác định độ lớn dữ liệu . Cấu trúc khung hoàn chỉnh của tín hiệu TDM thống kê www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 15 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (6) Sơ đồ khối TDM tín hiệu số Bộ lọc Bộ lọc thấp 1 thấp 1 Các bit báo Báo hiệu hiệu Bộ lọc Bộ lọc thấp Môi trường 2 thấp Bộ mã Tạo Tái tạo Bộ giải 2  truyền dẫn  hoá khung khung mã Bộ lọc Bộ lọc thấp 3 3 thấp Tạo xung Tách Bộ tạo Bộ lọc Bộ lọc ĐB Từ mã đồng xung xung thấp 4 thấp bộ khung 4 Đ. hồ Bộ phân Tín hiệu Tín hiệu Bộ chuyển phối analog mạch analog www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 16 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (7) Sơ đồ khối hệ thống TDM tín hiệu tương tự Tín hiệu Tín hiệu analog Bộ lọc Bộ lọc analog thông thông 1 Bộ chuyển Bộ phân 1 thấp thấp mạch phối Bộ lọc Bộ lọc thông thông 2 Môi 2 thấp  trường  thấp truyền dẫn Bộ lọc Bộ lọc thông thông 3 3 thấp thấp Bộ lọc Phát Thu Bộ lọc thông xung xung thông 4 4 thấp ĐB ĐB thấp www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 17 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO MÃ (1) Khái niệm . Mỗi “người dùng” hay tín hiệu được gán một từ mã trong không gian mã trực giao cho trước, sau đó các kênh tín hiệu được ghép lại và truyền đi Đặc điểm . Mỗi kênh tín hiệu được sử dụng toàn bộ băng thông của hệ thống và toàn bộ khung thời gian truyền dẫn . Bộ ghép và giải ghép phức tạp www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 18 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO MÃ (2) Sơ đồ bộ phát CDMA www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 19 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO MÃ (3) Sơ đồ bộ thu CDMA www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 20 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ Kỹ thuật Ưu điểm Nhược điểm ghép kênh -Đơn giản -Chỉ phù hợp với -Giá thành thấp TH tương tự FDM -Ứng dụng: radio, (cable)TV -Chịu giới hạn về -Các bộ thu của từng kênh không nhất thiết phải ở băng thông cùng vị trí (cellular phones) -Ứng dụng cho TH số TDM đồng - Lãng phí băng -Đơn giản bộ thông -Ứng dụng: E1/T1, ISDN -Sử dụng hiệu quả băng thông TDM thống - Phức tạp hơn so -Độ dài gói dữ liệu có thể thay đổi kê với TDM đồng bộ -Khung dữ liệu có các bit phụ: điều khiển, sửa lỗi, -Đạt dung lượng ghép kênh rất lớn -Đắt đỏ DWDM -Các kênh TH có thể có tốc độ khác nhau -Phức tạp CDMA -Đạt dung lượng lớn - Phức tạp www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 21 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ SỐ HÓA TÍN HIỆU ANALOG (1)  Định nghĩa: . Chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số  Phương pháp: . Điều chế xung mã – PCM . Điều chế xung mã vi sai – DPCM . Điều chế Delta – DM  Chuyển đổi A/D: . Lấy mẫu, lượng tử hóa, mã hóa  Chuyển đổi D/A: . Giải mã và lọc www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 22 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ SỐ HÓA TÍN HIỆU ANALOG (2)  Tín hiệu tương tự: . Có vô hạn các giá trị trong một khoảng biên độ nhất định . Liên tục về thời gian  Tín hiệu rời rạc: . Tín hiệu rời rạc về thời gian hoặc biên độ  Tín hiệu số: . Có một số giới hạn các giá trị trong một khoảng biên độ nhất định . Rời rạc về thời gian www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 23 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ PULSE CODE MODULATION  Sơ đồ khối hệ thống điều chế PCM Bộ Bộ Bộ giải Bộ Bộ lượng V mã mã - lọc lấy tử PAM hoá - dãn thông Đường Tín Tín mẫu hóa nén truyền số thấp hiệu số hiệu analog analog Lượng tử hóa không đều Chuyển Chuyển đổi A/D đổi D/A www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 24 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ LẤY MẪU (1)  Chuyển đổi tín hiệu tương tự S(t) Xung lấy thành dãy xung điều biên độ- mẫu PAM (tín hiệu rời rạc về mặt thời gian) Tín hiệu analog  Yêu cầu: Chu kì lấy mẫu phải thỏa mãn định lí Nyquist t . Tmax≤1/2fmax T  Định lí Shannon – Nyquist: m . Một tín hiệu có dải tần giới nội là B(Hz) (tín hiệu mà biến đổi Fourier của nó đều bằng 0 với |ω|>2πB hay f>B) được xác định một cách duy nhất bởi các giá trị của nó lấy tại các khoảng cách đều nhau bé hơn 1/2B giây. . Một tín hiệu có dải tần giới nội là B(Hz) có thể được thiết lập lại từ các mẫu của nó lấy đều đặn với tốc độ không ít hơn 2B mẫu trên một giây. . TS=1/2B giây: khoảng Nyquist . 2B mẫu/s: tốc độ lấy mẫu Nyquist www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 25 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ LẤY MẪU (2)  Hiện tượng chồng phổ - Aliasing error www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 26 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ LƯỢNG TỬ HÓA (1)  Định nghĩa: . Làm tròn biên độ xung lấy mẫu tới một mức lượng tử gần nhất (bằng một số nguyên lần các bước lượng tử)  Mục đích: . Rời rạc hóa tín hiệu về mặt biên độ  Phương pháp: . Lượng tử hóa đều: • Chia biên độ tín hiệu thành các khoảng đều nhau (các mức lượng tử hóa có biên độ cách đều nhau) – bước lượng tử hóa đều . Lượng tử hóa không đều: • Chia biên độ tín hiệu thành các khoảng không đều nhau theo một qui luật nhất định (các mức lượng tử hóa có biên độ cách không đều nhau) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 27 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ LƯỢNG TỬ HÓA (2)  Lượng tử hóa đều: 2a . Bước lương tử hóa Q • Q: số lượng mức lượng tử • a: biên độ xung lấy mẫu S(t) . Méo lượng tử Xung lượng 7 tử / 2 6 2 - Bước lượng tử P a W a da 5 MLT LT đều / 2 4 Tín hiệu analog 3 2 Mức lượng tử 1 0 t Tm www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 28 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ LƯỢNG TỬ HÓA (3)  Lượng tử hóa không đều: . Qui luật lượng tử: • Biên độ xung lấy mẫu càng lớn thì độ dài bước lượng tử càng lớn S(t) Xung lượng tử 7 i - Bước lượng tử không đều 6 5 Tín hiệu analog 4 3 Mức lượng tử 2 1 0 t Tm www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 29 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ MÃ HÓA  Mục đích: . Mã hóa mỗi xung lấy mẫu thành một từ mã có số lượng bit ít nhất  Mã cơ số L: . L càng lớn, số lượng bit mã hóa cho một xung lấy mẫu càng nhỏ . Thực hiện quyết định bit phía thu khó  Mã cơ số 2 (L=2): . Số lượng bit mã hóa cho một xung là lớn nhất . Thực hiện quyết định bit phía thu dễ dàng, có độ chính xác cao . Được sử dụng chủ yếu www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 30 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ NGẪU NHIÊN HÓA TÍN HIỆU (1)  Khái niệm: . Xáo trộn tín hiệu hiện có (mất tính ngẫu nhiên) thành một dãy tín hiệu có tính ngẫu nhiên . Ví dụ: tín hiệu phát gồm một dãy bit 1 hay bit 0 liên tiếp hoặc một tổ hợp từ mã được truyền đi liên tục mất tính ngẫu nhiên  Phương pháp thực hiện: . Thiết kế bộ ngẫu nhiên hóa (bộ trộn) ở phía phát: sử dụng bộ ghi dịch phản hồi âm . Thiết kế bộ khử ngẫu nhiên hóa (bộ giải trộn) ở phía thu: sử dụng bộ ghi dịch phản hồi dương www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 31 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ NGẪU NHIÊN HÓA TÍN HIỆU (2)  Bộ ngẫu nhiên hóa: . Phương trình: x-1 Bộ ghi dịch -1 phản hồi T=S  D3T  D5T x  -1 3 5 x T=S  (D  D )T Bộ cộng môđun 2 x-1 x-1  Số liệu vào S Số liệu ra T www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 32 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ NGẪU NHIÊN HÓA TÍN HIỆU (3)  Bộ khử ngẫu nhiên hóa: . Phương trình: Bộ ghi dịch x-1 phản hồi x-1 T  (D3  D5)T=S  x-1 3 5 Đặt D  D =F x1 Bộ cộng môđun 2 x-1 T=S  FT Số liệu vào T  Số liệu ra S Khôi phục đồng hồ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 33 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ NGẪU NHIÊN HÓA TÍN HIỆU (4)  Ví dụ 1:  Ví dụ 2: . S = 10100000111. Tìm T? . S =  Trả lời: 111000111001 T = SFT = SF(SFT) = SFSF2T = . T = S  (D2  SFSF2SF3T D5)T 3 5 F = D  D . Yêu cầu: 2 3 5 3 5 6 10 F = (D  D )(D  D ) = D D • Tìm T F3 =(D3  D5)(D6D10) = D9  D11  D13 • Xác định bộ khử  D15 ngẫu nhiên hóa F4 = • Tìm S T = S(1  D3  D5  D6  D9  D10  D11) T = 10110011000 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 34 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ VẤN ĐỀ ĐỒNG BỘ TRONG VIỄN THÔNG  Khái niệm: . Quá trình đồng bộ hoạt động của các thiết bị khác nhau hoặc tiến trình của các quá trình khác nhau bằng cách đồng chỉnh thang độ thời gian của chúng được gọi là đồng bộ.  Đồng bộ trong viễn thông: . Đồng bộ sóng mang: cấu trúc lại sóng mang . Đồng bộ kí hiệu: khôi phục thời điểm quyết định . Đồng bộ khung: khôi phục trật tự các bit trong khung . Đồng bộ gói: thông tin được phân thành các gói để truyền theo các đường khác nhau, đồng bộ gói tức là khôi phục lại thông tin từ các gói thu được . Đồng bộ mạng: hoạt động của một node trong mạng sẽ phải đồng bộ với các node khác trong mạng và luồng dữ liệu đến • Đồng bộ đồng hồ thời gian thực: phân phối thời gian tuyệt đối (thời gian theo chuẩn quốc gia) có liên quan đến mục đích quản lí mạng . Đồng bộ đa phương tiện (multi-media): sắp xếp các phần tử hỗn độn (hình ảnh, văn bản, audio, video, ) thành thông tin đa phương tiện www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 35 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CHƯƠNG 2 GHÉP KÊNH PCM, PDH, SDH www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 36 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (1)  Mục đích: . Ghép các kênh thoại thành một luồng số chuẩn hóa  Kĩ thuật ghép kênh: . TDM đồng bộ  Nguyên lí hoạt động: . Chuyển đổi tín hiệu thoại tương tự tại mỗi máy đầu cuối ở dạng tương tự thành tín hiệu số sử dụng lượng tử hóa không đều, sau đó ghép lại thành luồng số tốc độ cao  Phân loại: . N: số lượng kênh thoại được ghép . N=30: tiêu chuẩn châu Âu, luồng số E1; bộ nén A . N=24: tiêu chuẩn Bắc Mĩ, luồng số T1; bộ nén µ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 37 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (2)  Sơ đồ khối bộ ghép kênh PCM LPF LM MH-NS Ghép Lập mã Đầu ra kênh đường TX ĐB 1 SĐ1 1 Bộ TX phát LPF CXK N Xử lý báo hiệu LPF LM N Bộ TX thu N 1 SĐN CXK Tách kênh Giải mã Đầu vào LPF GM-DS đường www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 38 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (3)  Cấu trúc khung và đa khung PCM-30 TĐK = 125 s 16 = 2 ms Đa khung Fo F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 TK = 125 s Khung TS0 TS1 TS2 TS15 TS16 TS17 TS29 TS30 TS31 A= 0 -có đồng bộ khung A = 1- mất đồng bộ khung Các khung chẵn KhungKhung FF00 Si - sử dụng cho quốc tế S , x- sử dụng cho quốc gia Si 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 x Y x x n Khung F  F Y= 0- có đồng bộ đa khung Các khung lẻ 1 15 Y= 1- mất đồng bộ đa khung a b c d a b c d abcd - 4 bit báo hiệu Si 1 A Sn Sn Sn Sn Sn www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 39 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (4)  Cấu trúc khung và đa khung PCM – 30: . Tốc độ bit: V=8bit/TS*32TS/khung*8.103khung/s=2048Kb/s . Mô tả: • Đa khung gồm 16 khung • Mỗi khung gồm 32 TS: chứa 30 kênh thoại và 1 kênh đồng bộ, 1 kênh báo hiệu • Khe TS0 của: – Các khung chẵn: bit Si dùng cho quốc tế và từ mã đồng bộ khung – Các khung lẻ: bit Si dùng cho quốc tế, bit thứ 2 luông đặt bằng 1, bit thứ 3 dùng cho cảnh báo xa khi mất đồng bộ khung, 5 bit còn lại dùng cho quốc gia • Khe TS16 của: – Khung F0: 4 bit đầu tiên là từ mã đồng bộ đa khung, bit thứ 6 dùng cho cảnh báo xa khi mất đồng bộ đa khung, các bit còn lại dùng cho quốc gia – Khung F1-F15: 4 bit đầu truyền báo hiệu của các kênh 1 đến kênh 15; 4 bit cuối truyền báo hiệu của các kênh 16 đến 30 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 40 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (5)  Cấu trúc khung và đa khung PCM – 24: TĐK = 125s 24 = 3 ms F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 F16 F17 F18 F19 F20 F21 F22 F23 F24 m m m m m m m m m m m m e5 e6 e e e e 1 0 2 0 3 1 4 0 1 1 A B C D www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 41 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (6)  Cấu trúc khung PCM – 24 . Mô tả: • Mỗi khung gồm 24 TS chứa 24 kênh thoại và 1 bit cờ . Tốc độ bit: V=(8bit/TS*24TS/khung+1)*8.103khung/s=1544Kb/s  Cấu trúc đa khung 24 khung . Đa khung gồm 12 khung hoặc 24 khung . Đa khung 24 khung: • Bit F các khung F4, F8, F12, F16, F20, F24: tạo từ mã đồng bộ đa khung 001011 • Bit F các khung F2, F6, F10, F14, F18, F22: tạo mã CRC-6 • Bit F các khung còn lại: dùng cho đồng bộ khung và cảnh báo mất đồng bộ khung • Khung F6, F12, F18, F24: bit thứ 8 của tất cả các TS được sử dụng để truyền báo hiệu www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 42 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (7)  Cấu trúc đa khung 12 khung: TĐK = 125s 12 = 1,5 ms F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 m m m m m m m e1 e2 e3 0 0 1 A B . Bit F các khung chẵn: tạo từ mã đồng bộ đa khung 00111 và bit S cảnh báo mất đồng bộ đa khung . Bit F các khung lẻ: tạo từ mã đồng bộ khung 101010 . Khung F6 và F12: bit thứ 8 của tất cả các TS được sử dụng để truyền báo hiệu www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 43 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (8)  Nén – dãn tín hiệu: . Lượng tử hóa không đều áp dụng cho tín hiệu thoại . Khái niệm: • Thực hiện lượng tử hóa đều toàn bộ biên độ của tín hiệu đòi hỏi số lượng mức lượng tử hóa lớn -> số lượng bit mã hóa lớn. • Đưa ra qui luật lượng tử hóa không đều: nén biên độ tín hiệu về các giá trị nhỏ hơn giảm số lượng mức lượng tử hóa • Ở phía phát có bộ nén được đặt trước bộ mã hóa thì phía thu phải có bộ dãn đặt trước bộ giải mã • Tín hiệu đầu vào, đầu ra của bộ nén và bộ dãn đều là tín hiệu analog bộ nén – dãn analog: sử dụng các phần tử phi tuyến • Tín hiệu đầu vào, đầu ra của bộ nén và bộ dãn đều là tín hiệu số bộ nén – dãn số: sử dụng các vi mạch www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 44 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (9)  Nén – dãn analog: Ax 1 khi 0 x . Đặc tính biên độ: 1 ln A A y 1 ln Ax 1 • Luật A: khi x 1 1 ln A A ln( 1  x ) • Luật µ: y khi 0 x 1 ln( 1  ) • Trong đó: x=Vin/Vmax; Vmax: điện áp vào ứng với điểm bão hòa của đặc tính biên độ bộ nén • Vin: điện áp vào (biến thiên từ 0÷2048Δ; Δ: mức lượng tử hóa đều) . Đặc điểm bộ nén: • Số lượng mức lượng tử giảm từ 2048 xuống còn 128 mức • Lượng tử hóa không đều: biên độ mức lượng tử tăng khi biên độ tín hiệu tăng www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 45 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (10)  Cấu tạo bộ nén – dãn analog:  Hoạt động của bộ nén: . Tín hiệu vào bé một trong hai diode mở ít (điện trở lớn) tín hiệu rẽ mạch ít suy hao bộ nén bé . Tín hiệu vào tăng điện trở thuận diode giảm suy hao bộ nén lớn biên độ vào càng lớn sẽ bị nén nhiều . Hình trên: bộ nén . Hình dưới: bộ dãn www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 46 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (11)  Nén – dãn số: . Dựa trên biểu thức toán học của bộ nén analog theo tiêu chuẩn Vra 128 châu Âu, bộ nén A=87,6/13  112  VII VI 96  V 80  IV 64  III 48  II 32  I 16 0 0 256 512 1024 Vvào 128 2048 64 32 16 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 47 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (12)  Đặc điểm của đặc tính biên độ: . Hình vẽ đặc tính biên độ thể hiện cho nhánh dương, nhánh âm đối xứng qua gốc tọa độ . Biên độ chia thành 13 đoạn: • Mỗi nhánh có 8 đoạn, đoạn I và đoạn II có cùng bước lượng tử hóa và có cùng độ dốc được ghép lại thành một đoạn còn 7 đoạn • Hai đoạn bắt đầu từ gốc tọa độ có cùng độ dốc và cùng bước lượng tử hóa ghép thành 1 đoạn . Trong mỗi đoạn được lượng tử hóa đều với 16 mức lượng tử hóa . Sử dụng một bit b1 để mã hóa dấu của giá trị biên độ (biên độ mang giá trị âm và dương) . Việc mã hóa biên độ tín hiệu chỉ cần quan tâm đến giá trị tuyệt đối www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 48 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (13)  Lượng tử hóa trong đoạn: . Mỗi đoạn được chia thành 16 mức lượng tử hóa với bước lượng tử hóa đều nhau, đánh số từ 0 đến 15 . Bước lượng tử hóa của các đoạn khác nhau là khác nhau, bước lượng tử hóa của đoạn sau lớn hơn gấp đôi bước lượng tử hóa của đoạn trước liền kề lượng tử hóa không đều  So sánh bước lượng tử hóa đều Δ và không đều Δn: Δn = (V2n-V1n)/16 Trong đó: n là chỉ số thứ tự đoạn từ 0 đến 7 V2n,V1n: giá trị điện áp tại đầu đoạn và cuối đoạn thứ n www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 49 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (14)  Mã hóa – nén số: Thứ tự đoạn Số lượng bước . Xung lấy mẫu V được PAM lượng tử đều chuyển thành từ mã 8 bit 0 16Δ . Bit b1: chỉ thị dấu của giá trị biên độ đoạn I 16Δ . Bit b2b3b4: mã hóa đoạn II 32Δ . Bit b5b6b7b8: mã hóa mức III 64Δ lượng tử trong đoạn IV 128Δ V 256Δ VI 512Δ VII 1024Δ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 50 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (15)  Mã hóa đoạn: Thứ tự đoạn Từ mã đoạn . Sử dụng ba bit b2b3b4 b2 b3 b4 để đánh số thứ tự các 0 0 0 0 đoạn từ 0 đến 7 trong nhánh dương I 0 0 1 II 0 1 0 III 0 1 1 IV 1 0 0 V 1 0 1 VI 1 1 0 VII 1 1 1 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 51 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ TỪ MÃ CÁC BƯỚC TT bước b5 b6 b7 b8 TT bước b5 b6 b7 b8 0 0 0 0 0 8 1 0 0 0 1 0 0 0 1 9 1 0 0 1 2 0 0 1 0 10 1 0 1 0 3 0 0 1 1 11 1 0 1 1 4 0 1 0 0 12 1 1 0 0 5 0 1 0 1 13 1 1 0 1 6 0 1 1 0 14 1 1 1 0 7 0 1 1 1 15 1 1 1 1 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 52 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÁC NGUỒN ĐIỆN ÁP CHUẨN Thứ tự Mã đoạn Điện áp mẫu chọn bước trong đoạn Điện áp mẫu đoạn b2 b3 b4 b8 b7 b6 b5 đầu đoạn 0 000 2 4 8 0 I 001 2 4 8 16 II 010 2 4 8 16 32 III 011 4 8 16 32 64 IV 100 8 16 32 64 128 V 101 16 32 64 128 256 VI 110 32 64 128 256 512 VII 111 64 128 256 512 1024 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 53 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (16)  Quy trình mã hóa: . So sánh giá trị biên độ xung lượng tử chưa nén với nguồn điện áp mẫu để xác định giá trị các bit . Xác định giá trị các bit trong từ mã theo lần lượt: bit b1 trước (bit dấu), đến các bit b2b3b4 (chọn đoạn), cuối cùng là các bit b5b6b7b8 (chọn bước lượng tử hóa)  Bước 1: Chọn bit dấu b1 . VPAM≥0∆ thì b1=1; VPAM<0∆ thì b1=0 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 54 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (17)  Bước 2: Chọn đoạn (b2b3b4) . Xác định b2: • VPAM≥128∆ thì b2=1; VPAM<128∆ thì b2=0 . Xác định b3: 2 trường hợp • Trường hợp 1: b2=1 – VPAM≥512∆ thì b3=1; VPAM<512∆ thì b3=0 • Trường hợp 2: b2=0 – VPAM≥32∆ thì b3=1; VPAM<32∆ thì b3=0 . Xác định b4: 4 trường hợp • Trường hợp 1: b2b3=00 – VPAM≥16∆ thì b4=1; VPAM<16∆ thì b4=0 • Trường hợp 2: b2b3=01 – VPAM≥64∆ thì b4=1; VPAM<64∆ thì b4=0 • Trường hợp 3: b2b3=10 – VPAM≥256∆ thì b4=1; VPAM<256∆ thì b4=0 • Trường hợp 4: b2b3=11 – VPAM≥1024∆ thì b4=1; VPAM<1024∆ thì b4=0 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 55 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (18)  Bước 3: Chọn bước trong đoạn (b5b6b7b8) . Xác định b5: • VPAM Vm1 thì b5=1; VPAM Vm1 thì b5=0, trong đó Vm1= Vmđđ + Vm(b5) . Xác định b6: • VPAM Vm2 thì b6=1; VPAM Vm2 thì b6=0, trong đó Vm1= Vmđđ + Vm(b6) + Vm(b5=1) . Xác định b7: • VPAM Vm3 thì b7=1; VPAM Vm3 thì b7=0, trong đó Vm1= Vmđđ + Vm(b7) + Vm(b6=1) + Vm(b5=1) . Xác định b8: • VPAM Vm4 thì b8=1; VPAM Vm4 thì b8=0, trong đó Vm1=Vmđđ+Vm(b8)+Vm(b7=1)+Vm(b6=1)+Vm(b5=1) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 56 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ SƠ ĐỒ KHỐI BỘ MÃ HÓA – NÉN SỐ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 57 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ SƠ ĐỒ KHỐI BỘ GIẢI MÃ – DÃN SỐ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 58 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PCM (19)  Ví dụ 1: . Đầu vào bộ mã hóa – nén số có một xung lấy mẫu có biên độ tương đối x=0,26. Xác định giá trị 8 bit đầu ra.  Ví dụ 2: . Đầu váo bộ mã hóa – nén số có một xung lượng tử VPAM=- 1898Δ. Xác định giá trị 8 bit đầu ra.  Ví dụ 3: . Có từ mã 8 bit: 11001010. Xác định giá trị xung lượng tử đầu ra. www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 59 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (1)  PDH – Plesiochronous Digital Hierarchy  Khái niệm: . Ghép kênh PDH thực hiện ghép các luồng số cơ sở để tạo thành các luồng số mức cao hơn theo kỹ thuật ghép TDM . Mạng thông tin PDH không sử dụng đồng bộ tập trung, tất cả các phần tử trong mạng không bị khống chế bởi một đồng hồ chủ . Các luồng số do các phần tử trong mạng tạo ra có sự chênh lệch về tốc độ bit so với tốc độ danh định www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 60 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (2)  Sơ đồ nguyên lý bộ ghép PDH www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 61 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (3)  Các tiêu chuẩn tốc độ bit PDH . Tiêu chuẩn Châu Âu, Bắc Mĩ, Nhật Bản CEPT E1 E2 E3 E4 E5 2048 4 8448 4 34368 4 139264 4 564992 kbit/s kbit/s kbit/s kbit/s kbit/s ITU-T ITU-T 32064 3 97728 4 400352 5 kbit/s kbit/s kbit/s Nhật Bản 1544 4 6312 kbit/s kbit/s 44736 274176 560160 T1 T2 7 Bắc Mỹ kbit/s 6 kbit/s 2 kbit/s T3 T4 T5 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 62 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (4)  Kỹ thuật ghép xen bit E # 1 1 t E # 2 1 t E # 3 1 t E # 4 1 t XĐB t T = 125s Tkhung2/8 E 2 t www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 63 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (5)  Sơ đồ khối bộ ghép PDH 1a  ES Luồng nhánh 1 Tách ĐH f G1 fĐ1 Bộ so pha _ + Khối điều 1b Khối khiển chèn ghép 2a xen  Luồng nhánh 2 2b bit 3a  Luồng nhánh 3 3b 4a  Luồng nhánh 4 4b 1 2 3 4 Khối TX TX ĐB www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 64 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (6)  Hiện tượng trượt bit: . Tần số đồng hồ tách từ luồng bit đến khác tần số đồng hồ nội tại bộ ghép kênh Đọc khống (giảm) Đọc thêm (tăng) Luồng vào bộ nhớ t Đồng hồ nội tại t t Luồng đầu ra bộ nhớ t t a) Thiếu bit b) Thừa bit a) Tần số đồng hồ nội tại lớn hơn tần số luồng vào b) Tần số đồng hồ nội tại nhỏ hơn tần số luồng vào www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 65 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (7)  Kỹ thuật chèn trong PDH: . Khái niệm: • Điều khiển được hiện tượng trượt bit trong ghép kênh PDH . Phân loại: • Chèn âm: – Tần số đồng hồ ghi lớn hớn tần số đồng hồ đọc; hay chu kì đồng hồ ghi bé hơn chu kì đồng hồ đọc -> tại một thời điểm ghi có hai bit thông tin. – Một bit sẽ được ghi vào một vị trí khác được qui định trong khung – Chỉ thị chèn âm là 000 • Chèn dương: – Tần số đồng hồ ghi nhỏ hớn tần số đồng hồ đọc; hay chu kì đồng hồ ghi lớn hơn chu kì đồng hồ đọc -> tại một thời điểm ghi sẽ không có bit thông tin nào hay tồn tại một vị trí bỏ trống. – Một bit mang thông tin giả sẽ được ghi vào vị trí bỏ trống này – Chỉ thị chèn âm là 111 • Không chèn: – Tần số đồng hồ ghi bằng tần số đồng hồ đọc • Trong ghép kênh PDH chỉ có chèn dương www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 66 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (8)  Cấu trúc khung bộ ghép 2/8 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 67 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (9)  Cấu trúc khung bộ ghép 2/8 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 68 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (10)  Cấu trúc khung bộ ghép 8/34: www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 69 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (11)  Cấu trúc khung bộ ghép 8/34 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 70 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (12)  Cấu trúc khung bộ ghép 34/140 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 71 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (13)  Cấu trúc khung bộ ghép 34/140 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 72 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (14)  Từ mã đồng bộ khung – FAS (Frame Alignment Signal) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 73 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (15)  Điều kiện khôi phục đồng bộ khung Tốc độ bit Số khung Số khung liên tiếp khôi Số đa khung Số đa khung liên (Kb/s) liên tiếp phục được FAS liên tiếp mất tiếp khôi phục mất FAS MFAS được MFAS 2048 3 hoặc 4  FAS có trong khung 2 Phát hiện bit 5 chẵn, không có trong khung trong TS16 thuộc lẻ khung F0 bằng 1  FAS xuất hiện tiếp trong khung sau 8448 4 Sau 1 FAS đúng 34368 4 3 139264 4 3 564992 4 3 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 74 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (16)  Vấn đề đồng bộ . Do hệ thống PDH không hoàn toàn đồng bộ nên bộ ghép cho phép điều chỉnh sự đồng bộ về thời gian và tốc độ bit để đạt được tốc độ danh định . Vấn đề này xảy ra khi ghép các luồng số bậc cao DS2, DS3, DS4, DS5 . Để tránh lỗi, các bộ ghép bậc cao có cơ chế bù lại những sai khác tốc độ → thực hiện chèn www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 75 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (17)  Các tiêu chuẩn chèn . Nếu như các luồng nhánh được đồng bộ hoàn toàn thì xác suất sử dụng các bit chèn R là 50% . Khi đó, bộ ghép sẽ thiết lập các bit điều khiển chèn của luồng nhánh tương ứng lên mức 1 (VD: luồng nhánh thứ 2 cần chèn thì các bit J21,J22,J23=1 và R2=1) . Phía thu, dựa vào tiêu chuẩn chèn để xác định các bit R có mang thông tin hay không khôi phục dữ liệu www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 76 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (18)  Cơ chế điều khiển chèn J41,J42,J43=1hoặc 0 tùy vào bit chèn thứ 4 mang thông tin luồng nhánh hay không Bit điều khiển thứ j của luồng nhánh thứ i i=1,2,3,4 (4 luồng nhánh) j=1,2,3 (8/34 Mb/s) j=1,2,3,4,5 (140 Mb/s) . Bit Jik=1 nếu Ri là bit chèn, không mang thông tin . Bit Jik=0 nếu Ri là bit mang thông tin luồng nhánh . Nếu các bit Jik=0/1 thì việc quyết định phải dựa vào việc đếm xem số lượng bit Jik xuất hiện với giá trị nào nhiều hơn . Tốc độ bit chèn lớn nhất: DS2: 9962,264b/s; DS3: 22375,0b/s; DS4: 47562,842b/s www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 77 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (19)  Cảnh báo: . Luồng 2Mb/s: • Power fault, lost of signal, lost of frame, coder/decoder fault, high BER . Luồng 8, 34, 140Mb/s: • Lost of signal, lost of frame/ alignment frame signal (where the frame starts?) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 78 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (20)  Các bit dự trữ: . Mục đích chung: chỉ thị xem kênh tín hiệu của nhà cung cấp mạng nào . Mang thông tin quản lí, giám sát, bảo dưỡng www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 79 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 80 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (1) Mã đường truyền – Line codes . Khái niệm: • Trước khi truyền tín hiệu số qua môi trường truyền dẫn phải chuyển đổi mã tín hiệu thành mã hai cực (mã ba mức) thỏa mãn một số đặc tính nhất định của môi trường truyền dẫn. • Mã đường truyền thường là các xung hai cực giả ngẫu nhiên . Yêu cầu: • Không có thành phần một chiều • Đặc tính phân bố phổ công suất của tín hiệu gần giống đặc tính hàm truyền đạt của hệ thống • Giải tần hẹp • Biến đổi có qui luật để đảm bảo máy thu kiểm soát được lỗi • Số lượng các bit 0 hay bit 1 liên tiếp không quá lớn www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 81 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (2)  Mã NRZ và mã RZ . Mã NRZ – Mã không trở về 0 • Đặc điểm: độ rộng xung bằng chu kì xung • Qui tắc chuyển đổi: – Bit 1 trong mã gốc chuyển thành bit 1 trong mã chuyển đổi – Bit 0 trong mã gốc chuyển thành bit 0 trong mã chuyển đổi . Mã RZ – Mã trở về 0 • Đặc điểm: độ rộng xung bằng nửa chu kì xung • Qui tắc chuyển đổi: – Bit 1 trong mã gốc chuyển thành bit 1 trong mã chuyển đổi – Bit 0 trong mã gốc chuyển thành bit 0 trong mã chuyển đổi www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 82 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (3) Mã AMI – Mã đổi dấu lần lượt . Qui tắc chuyển đổi: • Các bit 1 trong mã gốc chuyển thành các bit 1 và -1 đan xen nhau, có độ rộng xung bằng một nửa chu kì trong mã gốc • Các bit 0 giữ nguyên . Đặc điểm: • Không chứa thành phần một chiều • Chưa giảm được số lượng bit 0 liên tiếp • Chỉ dùng trong hệ thống 2Mb/s www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 83 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (4) Mã CMI – Mã đổi dấu . Qui tắc chuyển đổi: • Bit 1 trong mã gốc chuyển thành 11 hoặc -1-1 liên tiếp • Bit 0 trong mã gốc chuyển thành -11 • Chu kì bit trong mã CMI giảm một nửa so với mã gốc . Đặc điểm: • Không còn bit 0 liên tiếp • Độ rộng phổ tăng • Còn được gọi là mã 1B2T (một bit mã hai mức được thay thế bởi 2 bit mã ba mức) • Dùng cho hệ thống 140Mb/s và STM1-E www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 84 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (5)  Mã HDB-3 . Qui tắc chuyển đổi: • Các bit 1 trong mã gốc chuyển thành các bit 10 hoặc -10 liên tiếp (độ rộng xung giảm đi một nửa) • Dãy 3 bit 0 liên tiếp trở xuống trong mã gốc vẫn giữ nguyên • Dãy 4 bit 0 liên tiếp thì chia thành nhóm 4 bit 0 và chuyển đổi như sau: – 0000 A00V: bit 1 đứng trước nhóm 4 bit 0 cùng dấu với bit V đứng trước gần nhất – 0000 000V: bit 1 đứng trước dãy 4 bit 0 trái dấu với bit V đứng trước gần nhất • A: bit trái dấu với bit trước nó • V: bit cùng dấu với bit trước nó → vi phạm qui tắc đan dấu . Đặc điểm: • Giảm số bit 0 liên tiếp → mật độ xung dòng cao • Không chứa thành phần một chiều • Độ rộng phổ tăng www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 85 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (6)  Ví dụ 1 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 86 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (7)  Ví dụ 2 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 87 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (1)  SDH – Synchronous Digital Hierarchy  Khái niệm: . Mạng viễn thông dựa trên công nghệ SDH được gọi là mạng SDH đồng bộ . Mỗi phần tử trong mạng đều sử dụng chung một tín hiệu đồng hồ được cung cấp bởi một nguồn đồng hồ chuẩn quốc gia . Tín hiệu đồng hồ này được truyền trên một mạng riêng độc lập với mạng truyền các kênh tín hiệu www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 88 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (2)  Một số đặc điểm của công nghệ ghép kênh SDH . Thực hiện chức năng ghép các kênh có tốc độ thấp thành luồng số tốc độ cao . Cho phép truyền tải tín hiệu PDH và tế bào ATM trên một giao diện đồng bộ, thống nhất . Cho phép mang nhiều thông tin quản lí, bảo dưỡng . Dễ dàng tách/ ghép các tín hiệu luồng nhánh tốc độ thấp từ các luồng tổng tốc độ cao và ngược lại . Cung cấp nhiều cấu hình mạng phù hợp với các yêu cầu ứng dụng cụ thể khác nhau . Cho phép nhiều nhà cung cấp thiết bị và kết nối liên mạng dựa trên những khuyến nghị do ITU-T ban hành www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 89 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH PDH (3)  Tốc độ bit của SDH STM-0 . Tốc độ bit phân cấp SDH 51,840 Mbps có 6 mức; được ký hiệu là OC-1 STM-1 STM – Synchronous 155,520 Mbps Transmit Module OC-3 . Mức 0 ít được sử dụng STM- 4 622,08 Mbps . Các luồng nhánh PDH OC-12 được ghép vào STM gồm: STM- 16 • CEPT: 2Mb/s, 8Mb/s, 2488,32 Mbps 34Mb/s và 140Mb/s OC-48 • Bắc Mĩ: 1,5Mb/s, 6Mb/s STM- 64 9953,28 Mbps và 45Mb/s OC-192 STM- 256 39813,120 Mbps OC-768 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 90 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (4)  Sơ đồ khối tiêu chuẩn bộ ghép SDH N 1 STM-N AUG AU-4 VC-4 C-4 139,264 Mbps 3 3 1 TUG-3 TU-3 VC-3 44,736 1 C-3 Mbps STM-0 AU-3 VC-3 34,368 Mbps 7 7 1 TU-2 VC-2 C-2 6,312 Mbps 3 TUG-2 TU-12 VC-12 C-12 2,048 Chú thích: Mbps 4 TU-11 VC-11 C-11 1,544 Xử lý con trỏ Mbps Đường ghép các luồng nhánh PDH châu Âu N = 1, 4, 16, 64 và 256 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 91 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (5)  Cấu trúc khung VC-3 và VC-4 85 cột P 9 dòng O Vùng tải trọng H 261 cột 125µs P VC-3 POH O Vùng tải trọng 9 dòng H 125µs VC-4 POH www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 92 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (6)  Cấu trúc khung TU-n www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 93 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (7)  Cấu trúc đa khung VC-n và TU-n mức thấp 3/ 4/ 12 cột V 9 hàng 125 s www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 94 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (8)  Cấu trúc khung STM-1 . Thời hạn khung là 125µs . Số byte trong khung = 9 x 270 = 2430byte -3 . RSTM-1=2430byte/khung x 8bit/byte x 8.10 s/khung = 155,52 Mbps 270 cột 9 cột 261 cột RSOH 9 hàng Hàng 4 AU-4 PTR Tải trọng MSOH www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 95 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (9)  Nguyên lý ghép kênh SDH là ghép xen byte www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 96 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (10)  Cấu trúc khung STM-N . Thời hạn khung là 125µs 270 cột x N 9 cộtxN 261 cột x N RSOH Tải trọng 9 hàng Hàng 4 N x AU-4 PTR MSOH www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 97 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (11)  Sắp xếp các luồng 1544 Kbps vào VC-11 V5 V5 V5 R R R R R R I R 1 0 R R R R I R P1 P0 S1 S2 S3 S4 F R 24 byte 26 byte 24 byte 26 byte 64 Kbps 26 byte Các kênh 1-24 J2 J2 J2 C1C2 O O O O I R 1 0 O O O O I R P1 P0 S1 S2 S3 S4 F R 24 byte 26 byte 24 byte 26 byte 64 Kbps 26 byte 104 byte 104 byte 104 byte Các kênh 1-24 500 s 500 s 500 s N2 N2 N2 C1C2 O O O O I R 1 0 O O O O I R P1 P0 S1S2 S3 S4 F R 26 byte 26 byte 26 byte 24 byte 24 byte 64 Kbps Các kênh 1-24 K4 K4 K4 C1C2 R R R S1 S2 R 1 0 R R R R I R P1 P0 S1 S2 S3 S4 F R 26 byte 26 byte 26 byte 24 byte 24 byte 64 Kbps Các kênh 1-24 Sắp xếp không đồng bộ Sắp xếp đồng bộ theo bit Sắp xếp đồng bộ theo byte www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 98 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (12)  Sắp xếp luồng 2048 Kbps vào VC-12 V5 V5 R R R R R R R R R R R R R R R R 32 byte 35 byte 32 byte 35 byte R R R R R R R R R R R R R R R R J2 J2 C1C2 O O O O R R R R R R R R R R 32 byte 35 byte 32 byte 35 byte 140 byte 140 byte 500 s R R R R R R R R 500 s R R R R R R R R N2 N2 C1C2 O O O O R R R R R R R R R R 35 byte 35 byte 32 byte 32 byte R R R R R R R R R R R R R R R R K4 K4 C1 C2 R R R R R S1 R R R R R R R R S2 I I I I I I I 35 byte 32 byte 35 byte 31byte R R R R R R R R R R R R R R R R Sắp xếp không đồng bộ Sắp xếp đồng bộ theo byte www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 99 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (13)  Ghép VC-4 vào STM-1 . C-4(+POH) VC-4(+PTR) AU-4 AUG(+SOH) STM-1 STM-1 RSOH 1 byte 20 khối 13 byte PTR J1J1 B3 MSOH C2 G1 9 hàng F2 H4 F3 K3 N1 VC-4 POH 13 byte www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 100 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (14) 9 261 RSOH STM-1 AU-4 PTR  Ghép 3 VC-3 VC-4 9 hàng MSOH vào STM-1 (AU-4) AUG AU-4 PTR VC-4 . C-3 (+POH) 86 3+3 = 261 cột H1 H1 H1 H2 H2 H2 → VC-3 (+PTR) VC-4 H3 H3 H3 P 3 VC-3 O S S → TUG-3 H 3 S S S → VC-4 (+PTR) TUG-3 86 cột H1 AU-4 H2 VC-3 → H3 → AUG (+SOH) S 85 cột → STM-1 VC-3 P O C-3 9 hàng H www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 101 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (15)  Ghép 3 VC-3 vào STM-1 (AU-3) . C-3 (+POH) → VC-3 (+PTR) → AU-3 → AUG (+SOH) → STM-1 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 102 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (16) 261 cột N N N 63V VC-4 P P P  Ghép 63 VC-12 P I I I 9 hàng O S S S S S S S S vào STM-1 H 125 s . C-12 (+POH) 3 12 7 + 2 = 86 cột N 21V → VC-12 (+PTR) P TUG- I 9 hàng → TU-12 3 S S 125 s → TUG-2 12 cột → TUG-3 7 V V V 9 hàng → VC-4 (+PTR) TUG-2 → AU-4 → AUG 125 s (+SOH ) → STM-1 4 cột 3 V 9 hàng TU-12 125 s www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 103 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (17)  Ghép 3TU-12 vào TUG-2, ghép 7TUG-2 vào TUG-3 TU-12#1 TU-12#2 TU-12#3 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 TUG-2 #1 TUG-2 # 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 TUG-3 86 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 S S 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 104 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (18)  Ghép 4TU-11 vào TUG-2, ghép 7TUG-2 vào VC-3 TU-11#1 TU-11#2 TU-11#3 TU-11#4 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 TUG-2 #1 TUG-2 # 7 1 30 VC-3 59 86 1 1 1 1 2 2 2 2 P 3 3 3 3 3 S O 4 4 S 4 4 H 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 7 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 105 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (19)  Vị trí và chức năng của con trỏ . Vị trí: • AU-4 PTR, 3 AU-3 PTR: 9byte, cột 1 ÷ 9, hàng 4 của khung AUG • 3 TU-3 PTR: 9byte, hàng 1÷3, cột 4÷6 của VC-4 • TU-n PTR (n=2, 12, 11): 3byte, ghép vào đầu khung 1, 2, 3 của đa khung TU-n tương ứng . Chức năng: • Đồng chỉnh VC-n trong AUG/ TU-n tương ứng • Giá trị con trỏ chỉ thị vị trí byte đầu tiên của VC-n tương ứng • Các con trỏ hoạt động độc lập với nhau www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 106 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (20)  Cấu tạo của con trỏ . AU-4 PTR, AU-3 PTR, TU-3 PTR • AU-4 PTR gồm 9byte: H1 Y Y H2 1* 1* H3 H3 H3 • AU-3 PTR, TU-3 PTR gồm 3 byte: H1, H2, H3 • Y = 1001SS11; SS: chỉ thị con trỏ (10-PTR bậc cao) • 1* = 11111111; H3: byte chèn âm, byte kề sau H3: byte chèn dương • H1H2 = NNNNSSIDIDIDIDID • NNNN: cờ số liệu mới: chỉ thị sự thay đổi giá trị của con trỏ khi có sự thay đổi của tải trọng; – NNNN = 0110: bình thường – NNNN = 1001: có sự thay đổi giá trị con trỏ • Chèn dương: 5 bit I đảo dấu; Chèn âm: 5 bit D đảo dấu 3 byte chèn âm H1 Y Y H2 1* 1* H3 H3 H3 3 byte chèn dương Y = 1001SS11 "1" = 11111111 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 107 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (21)  Cấu tạo của con trỏ . TU-2 PTR, TU-12 PTR, TU-11 PTR • Gồm 3 byte: V1, V2, V3, chỉ thị vị trí đầu của đa khung VC-n (byte V5) trong đa khung TU-n • Byte V4 dự trữ • Cấu tạo giống byte H1, H2, H3 • TU-2 PTR: SS=00 • TU-12 PTR: SS=01 • TU-11 PTR: SS=11 H1/V1 H2/V2 H1/V1 = NNNNSSID N N N N S S I D I D I D I D I D H2/V2 = IDIDIDID 10 bit giá trị con trỏ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 108 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (22) 1 9 10 AUG 270 1  Đánh số địa chỉ 3 byte chèn âm các nhóm byte 3 byte chèn dương của AUG 4 H1 Y Y H2 1* 1* H3 H3 H3 0 # # 1 # # 86 # # . AU-4 PTR, AU-3 87 # # PTR . AUG = 9byte PTR + 2349byte tải 9 521 # # 125µs trọng . Nhóm 3byte có cùng địa chỉ 782 # # . Số nhóm 3 byte H1 H1 H1 H2 H2 H2 H3 H3 H3 0 # # 1 # # 86 # # 2349:3=783 87 # # nhóm . Giá trị con trỏ: 0 0 0 ÷ 782 782 782 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 109 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (23)  Đánh số địa chỉ các nhóm byte của VC-4 . TU-3 PTR; giá trị con trỏ: 0 0 0÷764 764 764 . Vùng tải trọng của 3 TU-3 trong VC-4: 9x255=2295 byte . Nhóm 3 byte có cùng địa chỉ, số nhóm 3 byte: 2259:3=765 1 2 3 4 5 6 255 cột 261 H1 H1 H1 595 679 H2 H2 H2 680 764 H3 H3 H3 0 # # 84 # # 85 # # 169 # # P 170 # # 254 # # 9 hàng O 255 # # 339 # # H S S 340 # # 424 # # 425 # # 509 # # S S S 510 # # 594 # # H1 H1 H1 595 # # 679 # # H2 H2 H2 680 # # 764 # # H3 H3 H3 0 84 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 110 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (24)  Đánh số địa chỉ các byte V1 của đa khung TU-n (n=2, 78/105/321 27/36/108 byte 12, 11) 103/139/427 . TU-n PTR V2 . Mỗi byte có một địa chỉ 0 . Khi tính giá trị địa chỉ, 25/34/106 không đếm các byte con V3 Byte chèn âm trỏ V1, V2, V3, V4 26/35/107 Byte chèn dương . Giá trị con trỏ: 51/69/213 • TU2-PTR: 0÷427 V4 • TU12-PTR: 0÷139 52/70/214 • TU11-PTR: 0÷103 77/104/320 500 s www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 111 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (25)  Hoạt động của con trỏ . Giám sát hoạt động của HT để đồng chỉnh độ lệch pha giữa TH ghép (VC-n) và khung ghép (AUG/ TU-n,) . Thực hiện đồng chỉnh: khôi phục sự đồng bộ giữa các HT SDH: chèn byte . Chèn dương: • Tốc độ khung VC-n chậm hơn khung ghép AUG/ TU-n: chèn các byte không mang thông tin vào vị trí các byte sau byte H3/ V3 • Giá trị con trỏ sau chèn dương tăng lên 1; Các bit I trong đảo dấu . Chèn âm: • Tốc độ khung VC-n nhanh hơn khung ghép AUG/ TU-n: chèn các byte mang thông tin vào vị trí các byte H3/ V3 • Giá trị con trỏ sau chèn âm giảm đi 1; Các bit D đảo dấu www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 112 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (26) Hoạt động của con trỏ (t.t) . Yêu cầu: tối thiểu trong 3 khung ghép liên tiếp giá trị con trỏ không được thay đổi quá trình chèn chỉ được xảy ra cách nhau tối thiểu 3 khung . Chú ý 1: Quá trình chèn khi sắp xếp các luồng nhánh PDH vào C-n là do sự chênh lệch về tốc độ bit giữa đồng hồ HT PDH và HT SDH không liên quan đến hoạt động của con trỏ . Chú ý 2: Quá trình chèn do hoạt động của con trỏ xảy ra do đồng hồ các HT SDH chưa hoàn toàn khớp nhau gây ra lệch tốc độ giữa tín hiệu ghép và khung ghép www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 113 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (27) Giá trị con trỏ (n) 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 H1 H2 H3 H3 H3 Bắt đầu VC-4 Khung 1 n-1 n n n n+1 125 s Giá trị con trỏ (n) 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 H1 H2 H3 H3 H3 Bắt đầu VC-4 Khung 2 n-1 n n n n+1 250 s Giá trị con trỏ (đảo 5 bit I) 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 H1 H2 H3 H3 H3 Bắt đầu VC-4 Khung 3 n-1 n n n n+1 Ba byte chèn dương 375 s 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 Giá trị con trỏ (n+1) H1 H2 H3 H3 H3 Bắt đầu VC-4 Khung 4 n-1 n n n n+1 500 s www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 114 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (28) Giá trị con trỏ (n) 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 H1 H2 H3 H3 H3 Bắt đầu VC-4 Khung 1 n-1 n n n n+1 125 s 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 Giá trị con trỏ (n) H1 H2 H3 H3 H3 Bắt đầu VC-4 Khung 2 n-1 n n n n+1 250 s Giá trị con trỏ (đảo 5 bit D) 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 H1 H2 Bắt đầu VC-4 Khung 3 n n+1 Ba byte chèn âm n-1 n-1 n-1 n n 375 s Giá trị con trỏ (n-1) 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 H1 H2 H3 H3 H3 Bắt đầu VC-4 Khung 4 n-1 n-1 n-1 n n n n+1 500 s www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 115 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (29) H1 H1 H1 Giá trị con trỏ (n) H2 H2 H2 P H3 H3 H3 Bắt đầu VC-3#1 Khung 1 O S S n-1 n n n n+1 H S S S 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 125 s H1 H1 H1 Giá trị con trỏ (n) H2 H2 H2 P H3 H3 H3 Bắt đầu VC-3#1 Khung 2 O S S n-1 n n n n+1 H S S S 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 H1 H1 H1 Giá trị con trỏ (đảo các bit I) 250 s H2 H2 H2 Byte chèn dương của VC-3#1 P H3 H3 H3 Bắt đầu VC-3#1 Khung 3 O S S n-1 n n n n+1 H S S S 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 375 s H1 H1 H1 Giá trị con trỏ (n+1) H2 H2 H2 P H3 H3 H3 Bắt đầu VC-3#1 Khung 4 O S S n-1 n n n n+1 H S S S 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 500 s www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 116 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (30) H1 H1 H1 Giá trị con trỏ (n) H2 H2 H2 P H3 H3 H3 Bắt đầu VC-3 #1 Khung 1 O S S n-1 n-1 n-1 n n n H S S S 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 125 s H1 H1 H1 Giá trị con trỏ (n) H2 H2 H2 P H3 H3 H3 Bắt đầu VC-3 #1 Khung 2 O S S n-1 n-1 n-1 n n n H S S S 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 250 s H1 H1 H1 Giá trị con trỏ (đảo 5 bit D)  H2 H2 H2 Byte chèn âm P H3 H3 Bắt đầu VC-3 #1 Khung 3 O S S n-1 n-1 n-1 n n n H S S S 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 375 s H1 H1 H1 Giá trị con trỏ (n-1)  H2 H2 H2 P H3 H3 H3 Bắt đầu VC-3 #1 Khung 4 O S S n-1 n-1 n-1 n n n H S S S 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 500 s www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 117 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (31)  Xử lý con trỏ tại phía thu . Mỗi luồng nhánh có con trỏ tương ứng chỉ thị địa chỉ của nó tách luồng nhánh dựa vào con trỏ mà không cần trải qua tất cả các bước giải ghép lần lượt . Trong HT SDH, tín hiệu thu được sẽ được chuyển về dạng cấu trúc khung và giá trị con trỏ được biên dịch sang vị trí tọa độ trong khung . Xác định vị trí VC-4 trong AU-4 • Giá trị con trỏ là X, cần xác định vị trí hàng H, cột C trong khung • H = round(X,87) + 4 • C = remain(X,87)*3 . Xác định vị trí TU-3 trong VC-4 • TU-3(K,L,M); K=1,2,3; L=0, M=0 • Giá trị con trỏ là X, cần xác định vị trí hàng H, cột C trong khung • H = round(X,85) + 3 • C = 4+(K-1)+3*[X-(H-1)*85] www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 118 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (32)  Xử lý con trỏ tại phía thu . Xác định vị trí TU-2 trong VC-4 • TU-2(K,L,M); K=1,2,3; L=1÷7, M=0 • Giá trị con trỏ là X, cần xác định vị trí hàng H, cột C trong khung • H = round[remain(X,108),12] + 3 • C = 10+(K-1)+3*(L-1)+21*[X-(H-1)*12] . Xác định vị trí TU-12 trong VC-4 • TU-2(K,L,M); K=1,2,3; L=1÷7, M=1÷3 • Giá trị con trỏ là X, cần xác định vị trí hàng H, cột C trong khung • H = round[remain(X,34),4] + 3 • C = 10+(K-1)+3*(L-1)+21*(M-1)+63*[X-(H-1)*4] . Xác định vị trí TU-11 trong VC-4 • TU-3(K,L,M); K=1,2,3; L=1÷7, M=1÷4 • Giá trị con trỏ là X, cần xác định vị trí hàng H, cột C trong khung • H = round[remain(X,27),3] + 3 • C = 10+(K-1)+3*(L-1)+21*(M-1)+84*[X-(H-1)*3] www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 119 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ GHÉP KÊNH SDH (33) Chức năng của phần mào đầu . Cho phép xác định và tạo ra cấu trúc khung SDH (dựa vào các byte đồng bộ khung A1) . Cung cấp các byte cảnh báo để giám sát việc truyền dẫn dữ liệu . Đưa ra các trạng thái cảnh báo . Cho phép thực hiện các hoạt động bảo dưỡng . Cung cấp chức năng định tuyến (chuyển mạch bảo vệ: byte K1, K2 trong MSOH và K3 trong POH) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 120 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CHƯƠNG 3 CÁC GIẢI PHÁP DUY TRÌ MẠNG www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 121 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ KHÁI NIỆM DUY TRÌ MẠNG  Duy trì mạng: khi mạng truyền dẫn xảy ra sự cố thì vẫn có khả năng tiếp tục cung cấp được dịch vụ (truyền tin vẫn thông suốt) . Thực tế, chỉ có 99,999% khả năng là duy trì được mạng (thời gian sự cố < 5 phút/năm) . Một kết nối giữa nguồn và đích: gồm nhiều node mạng và cáp: các phần tử này có thể bị hỏng  Để đảm bảo duy trì được mạng: sử dụng kĩ thuật chuyển mạch bảo vệ . Các kĩ thuật bảo vệ thường cung cấp một số dung lượng dự trữ trong mạng và khi có sự cố kết nỗi sẽ được định tuyến lại lưu lượng bằng cách sử dụng dung lượng dự trữ này (còn gọi là phục hồi)  Đối với mạng tốc độ cao: yêu cầu phải tự phục hồi khi có sự cố www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 122 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÁC CẤU HÌNH THIẾT BỊ  PDH  SDH . Đầu cuối (TE) . Đầu cuối (TRM) . Xen rẽ (D/I) . Xen rẽ (ADM) . Lặp (REG) . Lặp (REG) . Nối chéo số (DXC) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 123 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÁC CẤU HÌNH THIẾT BỊ SDH www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 124 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÁC CẤU HÌNH MẠNG SDH T R M T R T R STM - N STM - N R ADM M M T / T HUB R R M M T ADM STM-M (M<N) R M ADM ADM STM-N DXC ADM DXC DXC T T R R STM - N STM - N STM - N M ADM ADM M DXC DXC www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 125 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ BẢO VỆ MẠNG SDH Mạng SDH có nhiều cấu hình đa dạng Nhiều phương thức bảo vệ mạng khác nhau Khả năng bảo vệ mạng rất cao Đặc biệt là cấu hình mạng vòng www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 126 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ BẢO VỆ MẠNG SDH Khi xảy ra sự cố thì quá trình chuyển mạch bảo vệ trong mạng SDH được thực hiện hoàn toàn tự động Chuyển mạch bảo vệ tự động APS (APS: Automatic Protection Switching) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 127 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA CHUYỂN MẠCH BẢO VỆ (1)  Chế độ chuyển mạch . Đơn hướng (Un-direction) . Hai hướng (Bi-direction)  Chế độ hoạt động . Trở về (Revertive) . Không trở về (Non-revertive)  Các nguyên nhân cần chuyển mạch bảo vệ . Lỗi tín hiệu (SF: Signal Failure): LOS, LOF, AIS, . Suy giảm tín hiệu (SD: Signal Degrade) . Đợi phục hồi (WTR: Wait To Restore) . Yêu cầu đảo chiều (RR: Reverse Request) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 128 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA CHUYỂN MẠCH BẢO VỆ (2)  Các loại lưu lượng . Lưu lượng được bảo vệ . Lưu lượng không được bảo vệ . Lưu lượng mở rộng  Yêu cầu đối với chuyển mạch bảo vệ . Thời gian phát hiện lỗi . Thời gian chuyển mạch bảo vệ . Phạm vi bảo vệ . Phương thức chuyển mạch bảo vệ . Phương thức hoạt động . Giao thức và thuật toán www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 129 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÁC CƠ CHẾ BẢO VỆ TỰ ĐỘNG APS (1)  Cơ chế APS 1+1 Hệ thống hoạt động Hệ thống hoạt động MUX E/O E/O MUX Chuy m ạ ch Hệ thống bảo vệ ể Hệ thống bảo vệ n MUX E/O E/O MUX OLTM OLTM Head End Tail End www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 130 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÁC CƠ CHẾ BẢO VỆ TỰ ĐỘNG APS (2)  Cơ chế APS 1:N (N≥1) PSM Hệ thống hoạt động 1 Hệ thống hoạt động 1 MUX E/O O/E DMUX 1:N Bus Hệ thống hoạt động N Hệ thống hoạt động N MUX E/O O/E DMUX Hệ thống bảo vệ Hệ thống bảo vệ MUX E/O O/E DMUX PSC OLTM OLTM Head End Tail End www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 131 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CHUYỂN MẠCH BẢO VỆ TRONG MẠNG SDH Chuyển mạch bảo vệ đoạn ghép (MSP) Chuyển mạch bảo vệ tuyến (PPS) . Chú ý: Thời gian hồi phục của MSP chậm hơn so với PPS do cần xử lí hai byte K1, K2 trong MSOH www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 132 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ ĐOẠN VÀ TUYẾN Tuyến VC Đoạn lặp Đoạn lặp Đoạn lặp Tuyến Đoạn ghép VC VC VC Container ảo (Kết nối POH) Thiết bị lặp Các dịch vụ: (Kết nối RSOH) 2Mb/s, 34Mb/s, 140Mb/s, Thiết bị TRM, ADM, DXC ATM, B-ISDN và các dịch (Kết nối MSOH) vụ khác www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 133 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ TÍN HIỆU QUẢN LÍ VÀ BẢO DƯỠNG (1)  Cấu trúc SOH/ POH trong STM-N www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 134 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ TÍN HIỆU QUẢN LÍ VÀ BẢO DƯỠNG (1)  Chuyển mạch bảo vệ đoạn ghép MSP . MSOH: K1, K2 – Kênh CM bảo vệ tự động APS K1 K2 R R R P ID ID ID ID ID ID ID ID Ty S S S Mức yêu cầu: 111- CM bắt buộc Trạng thái Mức ưu tiên P/thức bảo vệ 110 – Mất tín hiệu Nhận dạng 111 – AIS đoạn 0 – Thấp 0 – 1+1 101 – Giảm chất lượng TH kênh 110 – RDI 1 – Cao 1 – 1:N 100 – CM nhân công xxx – CM do suy giảm chất lượng 011 – Đợi hồi phục Yêu cầu CM Nhận dạng Yêu cầu CM 010 – Hoàn thành CM yyy – CM do mất TH 0 – CM đấu vòng node 0 – CM đấu vòng 001 – Y/c trở lại vị trí ban đầu 1 – CM chặng 1 – CM chặng 000 – Rỗi  Chuyển mạch bảo vệ tuyến PPS . POH: K3/V5 – Kênh CM bảo vệ tự động APS www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 135 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ BẢO VỆ TRONG MẠNG VÒNG (1)  Mạng vòng 2 sợi đơn hướng chuyển mạch bảo vệ tuyến (UPSR- 2F: Unidirectional Path protection Switching Ring – 2 Fibers) B B A C A C D D Bình thường Sự cố www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 136 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ BẢO VỆ TRONG MẠNG VÒNG (1)  Mạng vòng 2 sợi đơn hướng chuyển mạch bảo vệ đoạn (ULSR- 2F: Unidirectional Line protection Switching Ring – 2 Fibers) B B A C A C D D Bình thường Sự cố www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 137 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ BẢO VỆ TRONG MẠNG VÒNG (1)  Mạng vòng 2 sợi song hướng chuyển mạch bảo vệ đoạn (BLSR- 2F: Bidirectional Line protection Switching Ring – 2 Fibers) A B F Các kênh bảo vệ Các kênh hoạt động E C D Bình thường www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 138 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ BẢO VỆ TRONG MẠNG VÒNG (1)  Mạng vòng 2 sợi song hướng chuyển mạch bảo vệ đoạn (BLSR- 2F: Bidirectional Line protection Switching Ring – 2 Fibers) A B F Các kênh bảo vệ Các kênh hoạt động E C D Sự cố www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 139 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ BẢO VỆ TRONG MẠNG VÒNG (1)  Mạng vòng 4 sợi song hướng chuyển mạch bảo vệ đoạn (BLSR- 4F: Bidirectional Line protection Switching Ring – 4 Fibers) A F B E C D Bình thường www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 140 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ BẢO VỆ TRONG MẠNG VÒNG (1)  Mạng vòng 4 sợi song hướng chuyển mạch bảo vệ đoạn (BLSR- 4F: Bidirectional Line protection Switching Ring – 4 Fibers) A F B E C D Sự cố đứt cáp www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 141 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ BẢO VỆ TRONG MẠNG VÒNG (1)  Mạng đa vòng H G O N F P Các luồng A Ring Ring E nhánh M 2/34 STM-1#1 STM- Mbps 1#2 I D B C K L Bình thường www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 142 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ BẢO VỆ TRONG MẠNG VÒNG (1)  Mạng đa vòng H G O N F P Các luồng A Ring Ring E nhánh M 2/34 STM-1#1 STM- Mbps 1#2 I D B C K L Sự cố www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 143 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CHƯƠNG 4 CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN TẢI SỐ LIỆU www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 144 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN TẢI SỐ LIỆU (1)  Đặt vấn đề . Các công nghệ truyền dẫn trước đây thường tối ưu cho lưu lượng thoại và dữ liệu kênh có hướng (lưu lượng chủ yếu) . Lưu lượng chủ yếu hiện nay là gói dữ liệu (IP) công nghệ truyền dẫn cần có sự cải tiến . Các dịch vụ càng đa dạng nên dạng lưu lượng cũng đa dạng hơn: DVB, Fiber Channel, ESCON, FICON,  Nội dung . Truyền tải số liệu qua SDH . IP/quang . Công nghệ mạng vòng thẻ bài (Token Ring) và FDDI . Công nghệ Ethernet . Công nghệ mạng vòng gói tự phục hồi RPR www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 145 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ TRUYỀN TẢI SỐ LIỆU QUA SDH IP DVB PDH MPLS VLAN Fibre Chanel ATM Ethernet ESCON FICON HDLC/PPP/LAPS GFP-F GFP-T Kết chuỗi liền kề Kết chuỗi ảo NG SDH www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 146 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ TRUYỀN TẢI IP/ QUANG IP ATM IP IP SDH ATM SDH IP Quang/WDM Quang/WDM Quang/WDM Quang/WDM www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 147 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÔNG NGHỆ TOKEN RING VÀ FDDI  Token Ring: . Standard IEEE 802.5 “Token Ring” . Trước khi truyền đi, mỗi nhóm dữ liệu được cấp một thẻ bài (token=bit sequence) tạo khung truyền dẫn . Đến nơi thu, thẻ bài được giải phóng xóa khung truyền dẫn . Truyền dẫn một chiều trong vòng (upstream/ downstream) . Kết nối giữa các node trong vòng theo kiểu điểm – điểm . Phương thức truyền dẫn: round – robin . Không bị xung đột (no collisions) . Sử dụng hiệu quả tài nguyên mạng . Thời gian đáp ứng nhanh www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 148 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÔNG NGHỆ TOKEN RING VÀ FDDI  FDDI – Fiber Distributed Data Interface . Token Ring cho mạng LAN sử dụng sợi quang high performance Thẻ bài Tiền tố SD FC ED Khung Tiền tố SD FC DA SA Trường tin FCS ED FS Phạm vi kiểm tra lỗi khung Cực đại 4500 octet SD- Giới hạn khởi đầu khung; FC- Điều khiển khung, 8bit; DA- Địa chỉ đích, 16 hoặc 48 bit; SA- Địa chỉ nguồn, 16 hoặc 48 bit; FCS- Dãy kiểm tra khung, 32 bit; FS- Trạng thái khung; ED- Giới hạn cuối khung. www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 149 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÔNG NGHỆ ETHERNET  Công nghệ chuyển mạch gói ứng dụng cho mạng LAN  Băng thông: 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps  Broadcasting cấu hình mạng phổ biến: bus, star  Dữ liệu truyền dẫn trên mạng phải được đóng gói theo chuẩn Ethernet  Khuôn dạng khung Ethernet chung Độ dài thay đổi từ 7 byte 1 byte 6 byte 6 byte 2 byte 46 1500 byte 4 byte S Đầu đề F D_MAC_Addr S_MAC_Addr Độ dài/Kiểu Số liệu khách hàng MAC FCS D 64 byte kích cỡ khung 1518 byte www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 150 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÔNG NGHỆ MẠNG VÒNG GÓI TỰ PHỤC HỒI (RPR)  Cấu hình vòng dựa trên lớp MAC . Standard IEEE 802.17 IP ISP Backbone  Đặc điểm cơ bản: Cable . Dữ liệu truyền trên vòng Resilient Applications Packet theo hai hướng ngược chiều Metro Ring nhau và có thể tách/ xen tại Ethernet (RPR) tất cả các node Wireless 10 Gbps IP ASP . Quản lí băng thông tốt: Backbone • Tái sử dụng băng thông • Thuật toán cân bằng lưu lượng Applications . Cơ chế phục hồi nhanh: (<50ms) . Dịch vụ đa dạng: • Hỗ trợ các dịch vụ tốc độ cố định hoặc thay đổi • Giảm trễ đối với các ứng dụng thời gian thực www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 151 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÔNG NGHỆ MẠNG VÒNG GÓI TỰ PHỤC HỒI (RPR) Các lớp mô hình Các lớp RPR tham khảo OSI Các lớp cao Giao diện dịch vụ Ứng dụng Điều khiển tuyến logic (khách hàng MAC) MAC Trình diễn Điều khiển MAC Đoạn Fairness Topology OAM Truyền tải và bảo vệ Giao diện dịch vụ Mạng Tuyến số liệu MAC PHY Tuyến số liệu Lớp vật lý Vật lý (SONET/ SDH; ETHERNET) Môi trường www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 152 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÔNG NGHỆ MẠNG VÒNG GÓI TỰ PHỤC HỒI (RPR) Customer Customer RPR Interfaces 5Gb Interfaces RPR X Edge 2 Edge 3 Cut 5Gb 10Gb 5Gb RPR RPR Edge 1 Working and Protect Edge 4 Customer 10Gb RPR Paths Customer Interfaces Ring Interfaces 10Gb Fully loaded RPR ring • Traffic from Edge 3 to Edge 4 • Traffic from Edge 1 to Edge 2 RPR • Traffic from Edge 4 to Edge 1 • Traffic from Edge 1 to Edge 3 Core 5 • What happens after a cut • Traffic from Edge 2 to Edge 3 between Edge 2 and Edge 3 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 153 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÔNG NGHỆ MẠNG VÒNG GÓI TỰ PHỤC HỒI (RPR)  Cơ chế bảo vệ Wrapping Customer Customer RPR Interfaces Interfaces RPR 10Gb Edge 2 Edge 3 X 10Gb Cut 5Gb X RPR Cut RPR Edge 1 Working and Protect Edge 4 Customer 10Gb RPR Paths Customer Interfaces Ring Interfaces 10Gb 5Gb Protect path RPR Core 5 5Gb Protect path www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 154 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
BÀI GIẢNG MÔN GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ CÔNG NGHỆ MẠNG VÒNG GÓI TỰ PHỤC HỒI (RPR)  Cơ chế bảo vệ Steering Customer Customer RPR Interfaces Interfaces RPR Edge 2 Edge 3 X 10Gb Cut 5Gb X RPR Cut RPR Edge 1 Working and Protect Edge 4 Customer 10Gb RPR Paths Customer Interfaces Ring Interfaces 10Gb 5Gb Protect path RPR Core 5 5Gb Protect path www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: NGÔ THU TRANG Trang 155 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1