›
›

Tài liệu Ghép kênh phân chia theo thời gian

pdf 47 trang hapham 2390
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu Ghép kênh phân chia theo thời gian", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdftai_lieu_ghep_kenh_phan_chia_theo_thoi_gian.pdf

Nội dung text: Tài liệu Ghép kênh phân chia theo thời gian

  1. Ghép kênh phân chia theo thời gian
  2. MultiplexingMultiplexing 9/12/2010 1 /32
  3. GiGiớớii thithiệệuu • Ghép kênh là sự truyền dẫn thông tin từ nhiều nguồn đến nhiều đích thông qua cùng một môi trường truyền • Môi trường truyền: dây kim loại đôi, cáp xoắn, hệ thống cao tần vi sóng mặt đất, hệ thống vi sóng vệ tinh, cáp quang • 4 phương pháp thông dụng: – Ghép kênh phân chia theo thời gian - Time-division multiplexing (TDM) – Ghép kênh phân chia theo tần số - Frequency-division multiplexing (FDM) – Ghép kênh phân chia theo mã - Code-division multiplexing (CDM) – Ghép kênh phân chia theo bước sóng - Wavelength- division multiplexing (WDM) 9/12/2010 2 /32
  4. FDMFDM andand TDMTDM •• CCảả haihai phphươươngng phpháápp đđềềuu chiachia dungdung llưượợngng truytruyềềnn ththàànhnh nhinhiềềuu slotslot 9/12/2010 3 /32
  5. t FDMFDM Guard Band CHANNELS (FREQUENCY SLOTS - CHANNELS) . ΔF ΔF ΔF ΔF ΔF ΔF F [Hz] 1 2 3 4 5 6 . 9/12/2010 4 /32
  6. TDMTDM Bi Guard Time CHANNELS (TIME SLOTS - CHANNELS) . Δt Δt Δt Δt Δt Δt t [sec] 1 2 3 4 5 6 . 9/12/2010 5 /32
  7. TimeTime DivisionDivision MultiplexingMultiplexing •• TruyTruyềềnn ddẫẫnn ttừừ nhinhiềềuu ngunguồồnn đưđượợcc đđanan xenxen trongtrong mimiềềnn ththờờii giangian •• PCMPCM llàà ddạạngng thôngthông ddụụngng ccủủaa đđiiềềuu chchếế ddùùngng vvớớii TDMTDM(PCM-TDM System) •• TrongTrong hhệệ ththốốngng PCMPCM TDM,TDM, 22 hayhay nhinhiềềuu kênhkênh thothoạạii đưđượợcc llấấyy mmẫẫuu,, chuychuyểểnn đđổổii sangsang mãmã PCMPCM vvàà sausau đđóó đưđượợcc ghghéépp kênhkênh theotheo ththờờii giangian trêntrên 11 môimôi trtrưườờngng truytruyềềnn duyduy nhnhấấtt 9/12/2010 6 /32
  8. TimeTime DivisionDivision MultiplexingMultiplexing • Trong TDM, mỗithiếtbị nguồnchiếmmột băng thông truyền con vớimỗikhethời gian (time slot) •Cuối cùng, trở lại nguồn đầu tiên và quá trình tiếptục 9/12/2010 7 /32
  9. TimeTime DivisionDivision MultiplexingMultiplexing D B C A D Input signal A A C B Output value Output Time Output Input signal B Input signal C Input signal D 9/12/2010 8 /32
  10. TimeTime DivisionDivision MultiplexingMultiplexing • Sơ đồ khối cơ bản bắt đầu với kênh DS-0 • Tốc độ bit ngõ ra: 8000 samples 8 bits x = 64kbps sec sample 9/12/2010 9 /32
  11. TimeTime DivisionDivision MultiplexingMultiplexing • Hệ thống PCM-TDM gồm 2 kênh DS-0 • Kênh 1 và 2 được lần lượt chọn và kết nối với bộ ghép kênh ngõ ra • Frame thời gian là thời gian để truyền 1 mẫu từ mỗi kênh 1 1 125 s 9/12/2010 = = μ 10 /32 fs 8000
  12. TimeTime DivisionDivision MultiplexingMultiplexing •• MãMã PCMPCM ccủủaa mmỗỗii kênhkênh chichiếếmm mmộộtt khekhe ththờờii giangian ccốố đđịịnhnh trongtrong frameframe TDMTDM •• HHệệ ththốốngng 22 kênhkênh:: •• TTốốcc đđộộ truytruyềềnn (bandwidth)(bandwidth) ttạạii ngõngõ rara bbộộ ghghéépp kênhkênh llàà 2 channels 8000 samples 8 bits x x =128kbps frame sec sample 125μs PCM code PCM code Channel 1 Channel 2 9/12/2010 11 /32
  13. TimeTime DivisionDivision MultiplexingMultiplexing • Hệ thống n kênh: • Tốc độ truyền (bandwidth) tại ngõ ra bộ ghép kênh là n channels 8000 samples 8 bits x x = n*64kbps frame sec sample 125μs PCM code PCM code PCM code Channel 1 Channel 2 Channel n Ex: n = 32 Æ 256 Bits/frame, B = 2.048 Mbps, CLOCK = 2.048 MHz 9/12/2010 12 /32
  14. DigitalDigital CarrierCarrier SystemSystem •• DSCDSC llàà mmộộtt hhệệ ththốốngng truytruyềềnn thôngthông ssửử ddụụngng xungxung ssốố,, nhinhiềềuu hhơơnn llàà ccáácc ttíínn hihiệệuu ttươươngng ttựự,, đđểể mãmã hhóóaa thôngthông tin.tin. • The Bell system (AT&T) Hệ thống sóng mang T1 là chuẩnthoạicủaBắcMỹ và đượccôngnhậnbởi CCITT (ITU-T) - G.733 • Sóng mang T1 sử dụng PCM-TDM. Nó ghép 24 kênh thoại thành 1 frame. Mỗi frame phân biệtbởi Framing bit • The 24-channel multiplexed bits, now a 1st level digital signal (DS-1), are processed by a T1 line driver 9/12/2010 13 /32
  15. DigitalDigital CarrierCarrier SystemSystem analog voice Telephone fax communication Fax T1 digital data Mux data communication using a modem Modem CPE Video Video key: CPE = customer premises equipment A mix of services, analog and digital, 9/12/2010 can be carried over a T1 circuit 14 /32
  16. DigitalDigital CarrierCarrier SystemSystem 9/12/2010 15 /32
  17. DigitalDigital CarrierCarrier SystemSystem one frame PCM PCM PCM PCM f 24 23 22 1 Codec1Codec analog voice 1 T1 bit stream Telephone 1 Codec 2 Transmit analog voice Telephone 2 Line T1 Line Span TDM Driver Receive Codec 24 analog voice Telephone 24 9/12/2010 Time division multiplexing over T1. 16 /32
  18. T1T1 physicalphysical layoutlayout •T1 đượclàmtừ 2 cặp dây đồng. Các cặp dây được dùng với cấu hình full duplex với1 cặp dùng để truyềnvàcặp khác để nhận thông tin. Customer Premises Equipment (CPE) typically terminate a T1 with a RJ-48C jack 9/12/2010 17 /32
  19. DigitalDigital CarrierCarrier SystemSystem •• MMỗỗii kênhkênh chchứứaa 88 bitbit mãmã PCMPCM vvàà llấấyy mmẫẫuu 80008000 llầần/giâyn/giây •• TTốốcc đđộộ truytruyềềnn:: 24 channels 8 bits x =192 bits per frame frame sample 192 bits 8000 frames x =1536kbps=1.536Mbps frame sec 9/12/2010 18 /32
  20. DigitalDigital CarrierCarrier SystemSystem 1 2 MỖI KÊNH ĐƯỢC LẤY MẪU MỘT LẦN TRONG 1 FRAME NHƯNG KHÔNG CÙNG THỜI GIAN 24 9/12/2010 19 /32
  21. DigitalDigital CarrierCarrier SystemSystem 9/12/2010 Bell system T1 digital carrier system 20 /32
  22. FrameFrame synchronizationsynchronization •Một bit (framing bit) được thêm vào phía trước tín hiệutruyềnmỗiframe • Bit này xuấthiện1 lầnmỗi frame (8 Kbps rate) và đượclấylạitại đầuthu • Các bit framing đượctậphợptại đầuthu(framing channel) đượcdùngđể duy trì frame và đồng bộ mẫugiữabộ truyềnvàbộ thu •Tậphợp các bit framing từ 1 mã để đầu thu hiểu (multiframe alignment-later) 9/12/2010 21 /32
  23. FrameFrame synchronizationsynchronization 9/12/2010 22 /32
  24. FrameFrame synchronizationsynchronization • 1 frame chứa: 192+1=193 bits • Có 8000 framing bits mỗigiây •Tốc độ đường truyềncủahệ thống số T1 là: 193 bits 8000 frames x =1.544Mbps frame second =1.536Mbps+8000bits=1.544Mbps 9/12/2010 23 /32
  25. D1D1 typetype channelchannel banksbanks • D1 framing ( T1 early version) •Mỗi kênh sử dụng LSB gọilàSS bitbit (bit tín hiệu Æ inbandinband signalingsignaling) (7 bits cho thoại, 1 bit cho tín hiệu) • S-bit được dùng cho: FLASH-HOOK, ON-HOOK, OFF-HOOK, DIAL PULSING, RINGING, . •Tốc độ kênh tín hiệu = 8 Kbps (BW waste) thoại = 56 kbps (voice quality suffers) 128 bướclượng tử vs. 256 (with 8 bits) • Framing bit pattern = 1 0 1 0 1 0 1 0 1 (POOR) (NO SF, NO ESF) 9/12/2010 24 /32
  26. D1D1 typetype channelchannel banksbanks 9/12/2010 25 /32
  27. D4D4 typetype channelchannel banksbanks Phương pháp cơ bản được sử dụng ban đầu với mạng T1. • D4 framing: • Robbed-bit signaling introduced: – 5 out of 6 frames có độ phân giải 8 bit (64 Kbps). 1 out củamỗi 6 frame có độ phân giải 7 bit (8000 x 1/6 = 1.333 Kbps) – S-BIT = LSB • Superframe format devised: – 12 frame liên tiếpmỗi superframe (SF) – Các frame được đánh số –S-bit chỉ trên frame thứ 6 (A-bit) và 12 (B-bit) củamỗi kênh PCM –Sử dụng 2 bit, có 4 trạng thái tín hiệucóthể qua trong mỗichiều (direction) 9/12/2010 26 /32
  28. D4D4 typetype channelchannel banksbanks • D4 framing: –Frames 1-6 đượcgọilàA-HIGWAY – Frame 6 là frame tín hiệu kênh A (LSB) – Frame 7 – 12 đượcgọilàB-HIGHWAY – Frame 12 là frame tín hiệu kênh B(LSB) – Framing bit sequence: •Frame lẻ: 1 0 1 0 1 0, dùng cho frame và đồng bộ mẫu •Frame chẵn: 0 0 1 1 1 0, dùng để xác định frame tín hiệu kênh A và kênh B (6 và 12) • 1 bit trong frame 12 cho thấysự mấtcủasự liên kết nhiềuframe 9/12/2010 27 /32
  29. SuperframeSuperframe formatformat 9/12/2010 28 /32
  30. SuperframeSuperframe formatformat 9/12/2010 29 /32
  31. E1E1 CarrierCarrier SystemSystem EUROPEEUROPE 32 TIME SLOTS (CHANNELS) B = n.64 Kbps BITS = 8n SYSTEM CLOCK: n channels 8 bits 8000 frames x x frame channel second EXAMPLE: n = 32; B = 2.048 Mbps BITS = 256 BITS, CLOCK = 2.048 MHz 9/12/2010 30 /32
  32. E1E1 CarrierCarrier SystemSystem •• NgoNgoààii BBắắcc MMỹỹ vvàà NhNhậậtt BBảảnn,, E1E1 đưđượợcc ssửử ddụụngng rrộộngng rãirãi •• E1E1 ccóó ttốốcc đđộộ ddữữ liliệệuu llàà 20482048 MbpsMbps •• HHệệ ththốốngng ccóó 3232 kênhkênh 88 bitbit đưđượợcc ggửửii trongtrong frameframe 256256 bitbit •• HaiHai kênhkênh đưđượợcc ddùùngng chocho bbááoo hihiệệuu vvàà 3030 kênhkênh ddùùngng chocho ddữữ liliệệuu Không hỗ trợ Bit Robbing như trong T1 để Báo hiệu 9/12/2010 31 /32
  33. E1E1 CarrierCarrier SystemSystem •• E1E1 frameframe 9/12/2010 32 /32
  34. E1E1 CarrierCarrier SystemSystem •• 11 frameframe ccóó 3232 TSTS (0(0 31),31), aa multiframemultiframe ggồồmm ofof 1616 framesframes (0(0 15)15) •• TS0TS0 isis usedused for:for: –– ĐĐồồngng bbộộ –– BBááoo hihiệệuu truytruyềềnn (alarm(alarm transport)transport) –– InternationalInternational carriercarrier useuse •• TS16TS16 ddùùngng đđểể truytruyềềnn thôngthông tintin CASCAS ((CChannelhannel AAssociatedssociated SSignaling)ignaling) 9/12/2010 33 /32
  35. E1E1 CarrierCarrier SystemSystem 9/12/2010 34 /32
  36. E1E1 CarrierCarrier SystemSystem •• TS0TS0 operationoperation – Normal operation (without CRC-4 checksum, Cyclic Redundancy Check): 9/12/2010 35 /32
  37. E1E1 CarrierCarrier SystemSystem •• TS0TS0 operationoperation –– OptionalOptional operationoperation (with(with CRCCRC 44 checksum):checksum): • 4 bit CRC được sử dụng • CRC bits trong Frame 0, 2, 4, 6 cung cấp dò lỗi cho submultiframe được truyền/nhận phía trước (Frame 0-7) • CRC bits trong Frame 8, 10, 12, 14 cung cấp dò lỗi cho submultiframe được truyền/nhận phía trước (Frame 8-15) 9/12/2010 36 /32
  38. E1E1 CarrierCarrier SystemSystem •• TS0TS0 trongtrong framesframes llẻẻ:: •• TS0TS0 inin thethe framesframes chchẵẵnn:: 9/12/2010 37 /32
  39. E1E1 CarrierCarrier SystemSystem 9/12/2010 38 /32
  40. E1E1 CarrierCarrier SystemSystem 9/12/2010 39 /32
  41. E1E1 CarrierCarrier SystemSystem •• TS16TS16 operationoperation –– CCSCCS (Common(Common ChannelChannel Signaling)Signaling) đưđượợcc ddùùngng,, TS16TS16 ccóó ththểể đưđượợcc ssửử ddụụngng nhnhưư llàà kênhkênh thôngthông tintin –– CASCAS đưđượợcc ssửử ddụụngng:: • TS16 of Frame 0: Multiframe Alignment signal Bit 1 Bit 2 Bit 3 Bit 4 Bit 5 Bit 6 Bit 7 Bit 8 0 0 0 0 X Y X X X= Spare bits, set to 1 if not used Y= Yellow Bits (Loss of Multiframe Alignment Signal) (0 = Normal, 1= Loss of MFAS) 9/12/2010 40 /32
  42. E1E1 CarrierCarrier SystemSystem •• TS16TS16 ofof FramesFrames 11 15:15: SignalingSignaling bitsbits Bit 1 Bit 2 Bit 3 Bit 4 Bit 5 Bit 6 Bit 7 Bit 8 Frame 1 Ch1-A Ch1-B X X Ch17-A Ch17-B X X Bit 1 Bit 2 Bit 3 Bit 4 Bit 5 Bit 6 Bit 7 Bit 8 Frame 2 Ch2-A Ch2-B X X Ch18-A Ch18-B X X Bit 1 Bit 2 Bit 3 Bit 4 Bit 5 Bit 6 Bit 7 Bit 8 Frame 3 Ch3-A Ch3-B X X Ch19-A Ch19-B X X Bit 1 Bit 2 Bit 3 Bit 4 Bit 5 Bit 6 Bit 7 Bit 8 Frame 15 Ch15-A Ch15-B X x Ch31-A Ch31-B X X 9/12/2010 41 /32
  43. WhatWhat isis Signaling?Signaling? • Xem xét quy trình thiết lập kết nối • Cuộc gọi nội bộ: AB 7305315 Off hook Dial tone 7 . 5 Ringback tone Ringing tone Off hook Conversation On hook 9/12/2010 On hook 42 /32
  44. WhatWhat isis Signaling?Signaling? • Trunk call 7305315 Off hook Dial tone 7 . 5 Seize Seize ACK Digits . Digits Ringback tone Ringing tone Off hook Conversation On hook Clear back Clear forward 9/12/2010 On hook 43 /32
  45. TDMTDM HierarchyHierarchy •• NorthNorth AmericaAmerica andand JapanJapan standardsstandards (AT&T)(AT&T) 24 4 DS-1 7 DS-2 6 DS-3 2 DS-4 DS-5 DS-0 1 1 1 1 1 1st level 2nd level 3rd level 4th level 5th level multiplexer multiplexer multiplexer multiplexer multiplexer 24 4 7 6 2 560.160Mbps 1.544Mbps 6.312Mbps 44.736Mbps 274.176Mbps 9/12/2010 44 /32
  46. TDMTDM HierarchyHierarchy •• TDMTDM standardsstandards forfor NorthNorth AmericaAmerica Digital Signal Bit rate, R No of Transmission media Number (Mbps) 64kbps used PCM channels DS-0 0.064 1 Wire pairs DS-1 1.544 24 Wire pairs DS-2 6.312 96 Wire pairs, fiber DS-3 44.736 672 Coax., radio, fiber DS-4 274.176 4032 Coax., fiber DS-4E 139.264 2016 Coax., radio, fiber DS-5 560.160 8064 Coax., fiber 9/12/2010 45 /32
  47. TDMTDM HierarchyHierarchy •• EuropeEurope standardsstandards 30 E1 E2 E3 E4 DS-5 E0 1 1 1 1 1 1st level 2nd level 3rd level 4th level 5th level multiplexer multiplexer multiplexer multiplexer multiplexer 30 4 4 4 4 565.148Mbps 2.048Mbps 8.448Mbps 34.368Mbps 139.264Mbps 9/12/2010 46 /32