Bài giảng truyền dữ liệu chương 5 ths cao văn lợi

•Bộ ghép kênh – MUX•Bộ tách kênh – DEMUX •Bốn kênh sử dụng chung một liên kết Hình 2: Thể hiện chia một liên kết cho 4 kênh... FDM là một kỹ thuật ghép kênh tương tự, nó kết hợp các tín

1 Khái niệm ghép kênh

1 Khái niệm ghép/tách kênh

Hình 1: (a)- Không ghép kênh (b) – Ghép kênh

•Bộ ghép kênh – MUX

•Bộ tách kênh – DEMUX

•Bốn kênh sử dụng chung một liên kết

Hình 2: Thể hiện chia một liên kết cho 4 kênh

Các kỹ thuật ghép kênh

Hình 3: Các kỹ thuật ghép kênh

Ghép kênh theo tần số FDM

Hình 4: Mô tả ghép kênh FDM cho hệ thống điện thoại

FDM là một kỹ thuật ghép kênh tương tự, nó kết hợp các tín hiệu

Chú ý :

Hình 5: mô tả quá trình ghép kênh theo FDM

2.1 Quá trình ghép kênh FDM

Hình 6: Quá trình ghép kênh được mô tả trong miền tần số

-Làm chậm hoặc cắt một phần băng thông

-Guard band làm gì ?

-Dùng điều chế AM, FM, bandwidth = ?

2.1 Quá trình ghép kênh FDM

Hình 7: Mô tả quá trình tách kênh FDM

2.2 Tác kênh FDM

Hình 8: Quá trình tách kênh được mô tả trong miền tần số

2.2 Tác kênh FDM

Ví dụ 1

Giả sử một kệnh thoại chiếm băng thông là 4 KHz Chúng ta cần kết hợp 3 kệnh vào một liên kết vớibăng thông là 12 KHz, từ 20 – 32 KHz Hãy vẽ hình thểhiện trong miền tần số(không có gruard band)

Giải

Điều chế (dịch) mỗi kệnh thoại tới một băng thông

khác nhau, thể hiện trong hình 9

Hình 9 Ví dụ 1

Ví dụ 2

Năm kênh, mỗi kênh có bandwidth = 100 KHz, được ghép kênh cùng nhau Bandwidth tối tiểu của liênkết bằng bao nhiêu nếu cần gruard band là 10 KHz giữacác kênh để ngăn cản nhiễu ?

Giải

Cho năm kênh, chúng ta cần ít nhất 4 guard band Điều

này có nghĩa là yêu cầu bandwidth tối thiểu:

5 x 100 + 4 x 10 = 540 KHz, Thể hiện trong hình 10

Hình 10 Ví dụ 2

Ví dụ 3

Bốn kênh dữ liệu (digital), tốc độ mỗi kênh 1 Mbps, sử dụng một kênh vệ tinh với tốc độ 1 MHz Hãy thiết kế một cấu hình phù hợp, sử dụng FDM

Giải

Kênh vệ tinh là tương tự, chúng ta cần chia vàotrong 4 kênh, mỗi kênh có bandwidth là 250 KHz Mỗi kênh số 1 Mbps được điều chế 4 bít trong 1 tínhiệu Ta chọn điều chế 16 – QAM Hình 11 thể hiệncấu hình này

Hình 11 Ví dụ 3

2.3 Analog hierarchy

Hình 12 Hệ thống thứ bậc tương tự

Ví dụ 4

Một hệ thống điện thoại di động tiên tiến (AMPS)

sử dụng hai băng tần Băng tần đầu tiên, 824 - 849 MHz,

để giử; và 869 - 894 MHz để nhận Mỗi NSD có mộtbandwidth là 30 KHz trong mỗi hướng Âm thanh 3-KHz được điều chế sử dụng FM tạo ra tín hiệu 30 KHz Có baonhiêu người có thể sử dụng hệ thống này trong cùng thờigian

Giải

Mỗi băng thông là 25 MHz Nếu chúng ta chiabăng thông này cho 30 KHz sẽ được 833.33 Thực tế,

chúng ta được 832 kênh

3 Ghép kênh WDM

Wave Division Multiplexing - WDM

Ghép kênh WDM

-Kết hợp tín hiệu tần số rất cao

-Băng thông rất hẹp

Hình 13 Hệ thống ghép kênh WDM

WDM là một kỹ thuật ghép kênh

tương tự để kết hợp tín hiệu ánh sáng.

Hình 14 Lăng kính trong ghép/tách kênh WDM

- Tách: góc tới và tần số

- Tần số λ=v/f

4 TDM (Time Division Multiplexing)

- Time Slots and Frames

- Xen kẽ - Interleaving

- TDM đồng bộ - Synchronizing

- Lèn bit - Bit Padding

- TDM bất đồng bộ - Asynchronizing

Hình 15 Ghép kênh TDM, Time Slots

TDM là một kỹ thuật ghép kênh số để

kết hợp dữ liệu

Hình 16 TDM frames

Ví dụ 5

Bốn kết nối 1-Kbps được ghép kênh cùng nhau Một đơn vị là 1 bít (1) tìm thời gian của 1 bit trước khighép kênh, (2) Tốc độ truyền của liên kết, (3) thời giancủa 1 slot time, and (4) thời gian của 1 frame?

Giải

1 Thời gian của 1/1 Kbps, = 0.001 s (1 ms).

2 Tốc độ của liên kết 4 Kbps.

3 Thời gian của một slot time 1/4 ms hoặc 250 μs

4 Thời gian của một frame là 1 ms.

Trong một hệ thống ghép kênh TDM, tốc

Hình 17 Xen kẽ - Interleaving

Ví dụ 6

Bốn kênh được ghép sử dung TDM Nếu mỗi kênhtruyền với 100 bytes/s và chúng ta ghép 1 byte / kênh Hãy thể hiện việc truyền frame trên một liên kết, kíchthước của frame, thời gian của một frame, tốc độ củaframe và tốc độ của liên kết

Hình 17 Ví dụ 6

Ví dụ 7

Một bộ cộng kết hợp bốn kênh 100-Kbps sử dụngslot time là 2 bits

- Thể hiện đầu ra với 4 đầu vào

- Tốc độ frame

- Thời gian một frame

- Tốc độ bít

- Thời gian bít

Hình 18 Ví dụ 7

Hình 19 Bit xác định - Framing bits

Ví dụ 8

Có bốn nguồn mỗi nguồn 250 ký tự/s Nếu chènmột đơn vị là một ký tự và một bit đồng bộ được thêmvào mỗi frame (1) Tìm tốc độ dữ liệu nguồn (2) thờigian của mỗi ký tự trong nguồn (3) tốc độ frame (4) thờigian mỗi frame, (5) số bít trong mỗi frame, (6) tốc độ dữliệu của liên kết

1 Tốc độ dữ liệu nguồn là 2000 bps = 2 Kbps

2 Thời gian của mỗi ký tự là 1/250 s, or 4 ms

3 Tốc độ frame của liên kết 250 frames/ second

4 Thời gian của mỗi frame là 1/250 s, or 4 ms

5 Mỗi frame có 4 x 8 + 1 = 33 bits

6 Tốc độ dữ liệu của liên kết 250 x 33, or 8250 bps

Ví dụ 9

Hai kênh, một với tốc độ bít 100 Kbps và kênh kiavới 200 Kbps, được ghép kênh Đưa giải pháp cho bàitoán? Tính tốc độ frame, thời gian frame, tốc độ bít củaliên kết

Giải

Chúng ta dùng 1 slot time cho kênh 1 và hai slot time chokênh thứ hai Mỗi frame 3 mang 3 bít Tốc độ frame 100,000 frames/second bởi vì nó mang 1 bit từ kênh thứnhất Thời gian frame là 1/100,000 s, or 10 ms Tốc độbít là 100,000 frames/s x 3 bits/frame, or 300 Kbps

Hình 20 TDM bất đồng bộ

Hình 21 Ví dụ - (a) 3 đường dây có dữ liệu, (b) 4 đường dây có dữ liệu

Hình 21 Ví dụ - (c) tất cả đường dây có dữ liệu

- Overheard lớn

- Slot time thay đổi, bit điều khiển

Hình 22 Hệ thống thứ bậc số - DS hierarchy