Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG docx

TRUYỀN DẪN SỐ NvHien - PTITHCM Time-Division Multiplex TDM Nguyên lý ghép kênh phân thời gian dựa trên lý thuyết rằng không đòi hỏi phải truyền đi dạng sóng hoàn chỉnh của tín hiệu trong

Trang 1

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ

MẠNG VIỄN THÔNG

1 Các thành phần của MVT

Thiết bị đầu cuối

Thiết bị chuyển mạch

Thiết bị Truyền dẫn

NvHien - PTITHCM

Trang 2

Thiết bị đầu cuối giao tiếp

giữa một mạng và người sử

dụng Thiết bị đầu cuối

chuyển đổi tín hiệu nguồn

sang tín phù hợp để

truyền đưa trên mạng và

trao đổi các tín hiệu điều

khiển với mạng lưới.

Chuyển mạch có nghĩa là thiết

lập một đường Kết nối giữa các

thuê bao bất kỳ Chức năng của

thiết bị chuyển mạch là thiết lập

đường này Với thiết bị chuyển

mạch, đường truyền dẫn được

chia sẽ và mạng lưới có thể được

sử dụng một cách kinh tế.

Trang 3

Tổng đài được tổ

chức như thế nào?

Trang 4

Trang 5

Trang 6

Trang 7

Trang 8

Thiết bị truyền dẫn

được sử dụng để kết nối

các thiết bị đầu cuối với

thiết bị chuyển mạch

hoặc kết nối các thiết bị

chuyển mạch với nhau

để truyền đưa tín hiệu.

Tiếng nói được truyền

qua mạng như thế nào?

Trang 9

TRUYỀN DẪN SỐ

Sự kết nối riêng lẽ

Trong mạng điện thoại, mỗi máy điện thoại thuê bao (Subscriber) đều được kết nối tới tổng đài (Exchange) thông qua đôi dây của nó.

TRUYỀN DẪN SỐ

Trong thời kỳ đầu, mỗi thuê bao

cũng có một đôi dây riêng để kết

nối liên đài.

Trang 10

TRUYỀN DẪN SỐ

Để giảm giá thành của mạng lưới

Người ta cố gắng sử dụng tối đa

những đường dây cần thiết cho liên

lạc đường dài Điều này dẫn tới

một kỹ thuật ra đời Đó là FDM

(Frequency-Division Multiplex)

TRUYỀN DẪN SỐ

Ghép kênh phân chia tần số (FDM)

Để truyền dẫn thoại, chỉ yêu cầu một dải băng

tần hẹp Băng tần thoại được giới hạn từ 300 đến

3400 Hz

Tuy nhiên, dải tần thoại không sử dụng hết toàn

bộ độ rổng băng tần của đường truyền dẫn

Trang 11

TRUYỀN DẪN SỐ

Để tận dụng hoàn toàn độ rộng băng tần, thì một

dải băng tần rộng sẽ được chia ra thành những

băng tần phụ hẹp hơn liền kề nhau có độ rộng

4KHz Mỗi băng tần phụ truyền dẫn một cuộc

gọi

TRUYỀN DẪN SỐ

Do khó khăn trong việc xử lý kỹ thuật

trong các dải tần thấp, dải tần phụ thứ

nhất được đặt ở 60KHz Dải tần dưới

giá trị này không được sử dụng.

Trang 12

TRUYỀN DẪN SỐ

Nhờ sự điều chế với sóng hình sin (sóng

mang), các dải tần tiếng nói riêng biệt được

dịch chuyển vào các dải tần phụ rồi được

phát đi Quá trình này gọi là truyền dẫn

sóng mang.

TRUYỀN DẪN SỐ

Sau khi được giải điều chế ở phía thu, các

băng tần tiếng nói riêng biệt lại sẵn sàng

dưới dạng ban đầu của chúng.

Trang 13

TRUYỀN DẪN SỐ

Tiến trình này cho phép sự truyền dẫn đồng thời

một số băng tần tiếng nói qua một đường dây

TRUYỀN DẪN SỐ

Time-Division Multiplex (TDM)

Nguyên lý ghép kênh phân thời gian dựa trên lý

thuyết rằng không đòi hỏi phải truyền đi dạng

sóng hoàn chỉnh của tín hiệu trong truyền dẫn âm

thoại

Trang 14

TRUYỀN DẪN SỐ

Dạng sóng của tín hiệu sẽ được lấy

mẫu ở những khoảng thời gian đều đặn

và chỉ truyền đi những mẫu này là đủ.

TRUYỀN DẪN SỐ

Ở đầu thu, dạng sóng nguyên thủy có thể được phục hồi

từ những mẫu này.

Giữa mỗi mẫu là một khoảng thời gian rộng tương đối

Những khoảng thời gian này có thể được dùng để truyền

các tín hiệu điều xung biên khác (PAM – Pulse

Amplitute Modulation) Nghĩa là, các mẫu của một số

tín hiệu khác nhau được phát đi lần lượt theo các chu kỳ

lặp lại.

Trang 15

TRUYỀN DẪN SỐ

Các mẫu này được truyền đi như những xung có biên độ

khác nhau (tương tự).

Tiến trình này gọi là điều chế biên độ xung (PAM).

TRUYỀN DẪN SỐ

Nếu các mẫu của một dạng sóng không được phát đi với

các xung biên độ khác nhau mà với các mã nhị phân, thì

tiến trình được gọi là diều xung mã (PCM – Pulse Code

Modulation)

Trang 16

TRUYỀN DẪN SỐ

Các mẫu analog được mã hóa bằng 8 bit và được

truyền đi trong phạm vi một khe thời gian (time

slot = khoảng thời gian giữa hai thời điểm lấy

mẫu)

TRUYỀN DẪN SỐ

Tóm tắt

- Đường trung kế chỉ truyền dẫn tín hiệu

thoại trong dải tần 300 đến 3400 Hz.

- Với kỹ thuật FDM, các tín hiệu thoại được

điều chế với các sóng mang khác nhau và

được truyền dẫn đồng thời trên cùng một

đường dây.

- Với kỹ thuật TDM, các mẫu được mã hoá

của tín hiệu thoại được truyền dẫn kế tiếp

nhau trên cùng một đường dây.

Trang 17

NHỮNG NGUYÊN LÝ CỦA PCM

Các thành phần cơ bản của hệ thống PCM

Mỗi hệ thống PCM bao gồm các thành phần cơ

bản sau:

Biến đổi tương tự/số

Đòi hỏi có 3 bước để biến đổi một tín hiệu thoại

tương tự thành tín hiệu số

Trang 18

Giới hạn dải tần

Nhờ có bộ lọc thông thấp, tần số tín hiệu thoại

được giới hạn từ 300 đến 3400 Hz

Lấy mẫu

Một mạch điện tử lấy mẫu từ các tín hiệu thoại ở

các khoảng thời gian đều đặn

Tần số lấy mẫu phải cao gấp 2 lần tần số cao

nhất của tín hiệu tương tự

Trang 19

Lấy mẫu

Mỗi 125 µs, một công tắc điện tử đóng lại trong

một khoảng thời gian ngắn Điều này tạo ra một

mẫu cho mỗi trường hợp

Mã hóa

Trong quá trình mã hóa, mỗi giá trị biên độ của

tín hiệu PAM được biến đổi thành một mã nhị

phân 8 bit

Trang 20

Mã hóa

Giai đoạn đầu tiên trong việc mã hóa là sự lượng

tử tín hiệu PAM Để làm việc này, toàn bộ các

giá trị biên độ khả hữu được chia thành các

Các khoảng lượng tử được đánh số từ +1 đến +8

trong dải trị số dương và -1 đến -8 trong dải trị số

âm của tín hiệu thoại

Khoảng lượng tử được xác định thích hợp cho

mỗi mẫu

Trang 21

Mã hóa

Các giá trị quyết định tạo thành các đường

ranh giới giữa các khoảng lượng tử kề nhau

Ở phía phát, một số giá trị tươnt tự khác

nhau rơi vào phạm vi khoảng lượng tử như

nhau Ơû phía thu, một giá trị tín hiệu tương

ứng với điểm giữa của khoảng lượng tử

được phục hồi cho mỗi khoảng lượng tử.

Mã hóa

Điều này tạo ra sự xuất hiện những

khác biệt nhỏ giữa các mẫu tín hiệu

nguyên thủy ở phía phát và các giá trị

được phục hồi Sự méo lượng tử tạo ra

một kết quả là nhiễu sẽ chồng lên tín

hiệu hữu ích Méo lượng tử sẽ giảm đi

khi số khoảng lượng tử tăng.

Trang 22

Mã hóa

Giai đoạn thứ hai là số hóa các khoảng lượng tử

Ghép kênh

Các mã nhị phân 8 bit của một số tín hiệu thoại được

phát đi kế tiếp nhau theo các chu kỳ lặp lại Giữa 2 mã

nhị phân của cùng một tín hiệu thoại, các mã nhị phân

của các tín hiệu thoại khác được sắp xếp theo thứ tự liên

tiếp Việc này tạo ra một tín hiệu ghép kênh phân chia

theo thời gian PCM.

Trang 23

Ghép kênh

Việc truyền dẫn một mã nhị phân 8 bit chỉ đòi hỏi

một phần của khoảng thời gian lấy mẫu

Trong ví dụ này, việc truyền dẫn một mã nhị phân

8 bit chỉ đòi hỏi 1/3 khoảng thời gian lấy mẫu

Ghép kênh

Trong khoảng thời gian còn lại, các mã nhị phân

của 2 tín hiệu khác nữa có thể được phát đi

Trang 24

Ghép kênh – Phân kênh

4 tín hiệu PCM ngõ vào được lấy mẫu theo chu kỳ

bởi một chuyển mạch xoay vòng A

Chuyển mạch A di chuyển từ một ngõ vào

đến một ngõ ra kế tiếp đồng bộ với các mã

nhị phân đi vào Như vậy, tín hiệu ghép kênh

phân thời gian PCM sẵn sàng để sử dụng ở

ngõ ra của chuyển mạch A khoảng thời gian

mà một mã PCM được truyền đi được gọi là

một khe thời gian.

Trang 25

Ở phía thu, các tín hiệu PCM riêng biệt được phục

hồi từ tín hiệu ghép kênh phân thời gian

Các quá trình ghép và phân kênh chỉ có thể thực

hiện chức năng nếu phía phát và phía thu hoạt

động đồng bộ

Vì lý do này, phía phát không chỉ tiếp vận các

tínhiệu PCM mà còn gởi tin tức đồng bộ đến phía

thu Việc truyền tin tức đồng bộ này co thể được

thực hiện trong một khe thời gian cộng thêm

Trang 26

Một dãy bit chứa một mã nhị phân PCM từ mỗi tín

hiệu ngõ vào được gọi là 1 khung tín hiệu

Tóm tắt

Những nguyên lý của kỹ thuật PCM

Các nhiệm vụ của phía phát:

- Giới hạn dải tần thoại

- Tạo ra tín hiệu PCM (bằng cách lấy mẫu tín hiệu

thoại)

- Lượng tử và mã hoá các mẫu

- Chèn các mã nhị phân của các tín hiệu điện thoại

khác nhau để tạo nên tínhiệu ghép kênh phân thời

gian PCM

Trang 27

Tóm tắt

Những nguyên lý của kỹ thuật PCM

Các nhiệm vụ của phía thu:

- Phân phối các mã nhị phân đến các

đường dây riêng biệt

- Phục hồi tín hiệu PAM từ từ mã

- Phục hồi tín hiệu thoại từ tín hiệu

PAM

CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN SỐ

Hệ thống truyền dẫn PCM 30

Trong một hệ thống truyền dẫn PCM, các kênh

riêng biệt được cung cấp cho từng hướng tiến nói

Một đôi dây được yêu cầu cho mỗi hướng truyền

Trang 28

Các hệ thống truyền dẫn PCM kết thúc ở cả

hai đầu cuối tại một bộ ghép kênh số Mỗi

bộ ghép kênh có phần phát và phần thu.

Các bộ lặp có tái tạo được lắp đặt trên các

tuyến truyền dẫn PCM ở các khoảng cách

vào khoảng 2 đến 5 Km.

Trang 29

Chúng tái tạo các tín hiệu PCM ở cả 2

hướng, vì vậy loại bỏ được bất kỳ sự méo

dạng nào.

Hệ thống truyền dẫn PCM 30 cho phép

truyền dẫn đồng thời 30 cuộc gọi bao gồm cả

báo hiệu và đồng bộ.

Cần có một đôi dây cho một hướng gọi.

Trang 30

Mỗi cuộc gọi cần một khe thời gian theo hướng A

đến B và một khe thời gian theo hướng B đến A

Các cuộc gọi vào và gọi ra luôn luôn sử dụng khe

thời gian giống nhau

Các khe thời gian liên quan với nhau được gọi là

một trung kế

Một khung tín hiệu PCM 30 gồm có 32 khe

thời gian (Kênh).

Khung tín hiệu

Trang 31

Các khe thời gian 1-15 và 17 – 31 được sử

dụng để phát các cuộc gọi.

Khung tín hiệu

Trong khe thời gian 0, tín hiệu đồng bộ

khung và từ dịch vụ được phát đi luân phiên.

Khung tín hiệu

Trang 32

Khe thời gian 16 có thể được sử dụng như

một kênh báo hiệu hoặc như một kênh thoại

cộng thêm.

Khung tín hiệu

Các khung tín hiệu được phát đi theo thứ tự

kế tiếp nhau.

Khung tín hiệu

Trang 33

Trang 34

Tín hiệu đồng bộ khung được sử dụng cho

việc đồng bộ máy phát / máy thu của một

đường truyền dẫn PCM 30

Tín hiệu đồng bộ khung

Từ dịch vụ phát đi các tínhiệu dịch vụ Ví dụ

như bit 3 được cài trong trường hợp cảnh báo

khẩn cấp

Từ dịch vụ

Trang 35

Hệ thống truyền dẫn dung lượng cao

Các hệ thống truyền dẫn với số kênh cao hơn dựa vào hệ thống PCM30 và PCM24.

PDH (Pleisiochronous Digital Hierarchy)

Có hai hệ thống ghép kênh được sử dụng trên

thế giới (từ năm 1970):

- PDH theo ANSI, tốc độ cơ bản là 1,5 Mbit/s

- PDH theo CEPT, tốc độ cơ bản là 2 Mbit/s

Trang 36

Có 3 cấp ghép kênh theo CEPT từ

luồng tốc độ số cơ bản là 2 Mbit/s.

Trang 37

SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

Năm 1986, ANSI cho ra đời các tiêu chuẩn cho Synchronous Optical Network (SONET).

Trang 38

Trang 39

SDH tại sao?

Sự tương thích của các i5

Trang 40

SDH tại sao?

Kỹ thuật ghép kênh có hiệu suất cao

SDH tại sao?

Điều hành bảo dưỡng dễ dàng hơn.

Trang 41

SDH tại sao?

Giảm giá thành xây dựng mạng.

Các tuyến PCM giữa các tổng đài

Các tổng đài tương tự có thể kết nối với hệ thống

PCM thông qua các bộ ghép kênh

Các tổng đài được kết nối trực tiếp đến hệ thống

PCM qua các ngõ ra tương tự của chúng

Trang 42

Các tuyến PCM giữa các tổng đài

Ở ngõ ra của một tổng đài số, các tín hiệu

điện thoại đã sẵn sàng ở dạng tín hiệu

PCM Do đó, không cần bộ gép kênh ở

phía tổng đài trong hệ thống truyền dẫn.

2 Cấu hình MVT

Mạng mắc lưới

Trang 43

2 Cấu hình MVT

Mạng hình sao

Trang 44

MUX MUX MUX MUX

MUX MUX MUX MUX MUX MUX MUX MUX

MUX

MUX MUX

Trang 45

3 PHÂN CẤP MẠNG

Tổng đài nội hạt

Trung tâm

cơ sở

Trung tâm cấp hai

Vùng khác

4 MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VNPT

Trang 46

Tổng đài cửa ngõ quốc tế và tổng đài chuyển tiếp liên tỉnh

Mạng truyền dẫn quốc gia

Trang 47

Mạng viễn thông quốc tế

Trang 48

Trang 49

5 MỘT SỐ THUẬT NGỮ

ADM

Add Drop Multiplex

Ghép kênh xen rẽ

Trang 50

GPC

GSM, Paging and Card

Điện thoại di động, nhắn

tin và điện thoại dùng thẻ

GSM

Global System for Mobile

Comunications

Hệ thống thông tin di

động toàn cầu

Trang 51

SEA-ME-WE 3

South East Asia – Middle East –

Western Europe Fiber Optical

Submarine Cable Phase 3

Mạng cáp quang biển Đông

Nam á – Trung đông – Tây

âu giai đoạn 3

T-V-H

Thailand-Vietnam-HongKong

Fiber Optical Submarine Cable

Mạng cáp quang biển

Thái-Việt-Hồng

Trang 52

VDC

Vietnam Data

Comumunication Company

Công ty điện toán và

truyền số liệu Việt Nam

VMS

Vietnam Mobile Service

Công ty thông tin di động

Việt Nam

Trang 53

Trang 54

Tiêu đề	Tổng Quan Về Mạng Viễn Thông
Tác giả	NvHien
Người hướng dẫn	PTS. Nguyễn Văn A
Trường học	Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin
Chuyên ngành	Mạng Viễn Thông
Thể loại	Bài Giảng
Thành phố	Thành Phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	54
Dung lượng	0,96 MB