Tài liệu Bài giảng xử lý tín hiệu băng gốc và ghép kênh trong hệ thống truyền dẫn - th.s phan văn hiền

Bi gi¶ng Xö Lý TÝN HIÖU B¡NG GèC V GHÐP K£NH TRONG HÖ THèNG TRUYÒN DÉN Gi¶ng viªn: ThS. Phan Thanh HiÒn 1 GHÉP KÊNH TRONG H THNG TRUYN DN 2 Ni dung trình bày: „§ 1 Gii thiu chung „§ 2 K thut ghép kênh theo tn s FDM. „§ 3 K thut ghép kênh theo thi gian TDM. „§ 4 Phân c p TDM-PCM „ 4.1 Theo PDH. „ 4.2 Theo SDH. „§ 5 Ghép kênh tín hiu b ng rng 3 § 1 Gii thiu chung „ Vic chia s ng truyn dn thành nhiu kênh liên lc cho nhiu ngun thông tin cùng s dng c gi là ghép kênh. „ Trong k thut truyn dn tín hiu, có ba phng pháp ghép kênh c bn: „ Ghép kênh theo tn s (FDM: frequency Division Multiplexing), trong ó b ng tn truyn dn ca h thng c chia thành nhiu b ng con hình thành nhiu kênh liên lc phân bit vi nhau v tn s. 4 § 1 Gii thiu chung „ Ghép kênh theo thi gian (TDM: Time Division Multiplexing), trong ó thi gian s dng ng truyn dn c chia thành các phn khác nhau gi là các khe thi gian và vic truyn a tin tc t các ngun tin khác nhau c thc hin trong các khe thi gian riêng bit. „ Ghép kênh theo bc sóng (WDM: Wavelength Division Multiplexing), trong ó mi tín hiu c iu ch  mt bc sóng ánh sáng, sau ó nhiu bc sóng khác nhau c truyn cùng trên mt si quang. 5 § 1 Gii thiu chung „ V nguyên t!c, phng pháp ghép kênh theo thi gian c"ng có th# áp dng cho các tín hiu analog. „ Tuy nhiên, các tín hiu analog thng xem c là có ph$ tng i hn ch. Thêm vào ó, vic chuy#n ph$ ca các tín hiu analog lên các b ng tn ng dây và s!p xp chúng phân bit nhau v gii tn có th# thc hin c mt cách d% dàng. „ Do ó, trong các h thng truyn dn analog vic ghép nhiu kênh liên lc thng c thc hin theo phng pháp ghép kênh theo tn s. 6 NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH Ghép kênh là tp hp các k thut cho phép truyn liên tc nhiu tín hiu trên mt  ng truyn duy nh t CompA1 Rate Da 3  ng: t & không tin dng CompA2 Rate Db CompB1 CompC1 CompA1 CompB2 Rate Dc Da Db CompB1 CompC1 Dc M U X Ghép kênh CompC2 1  ng chia s: rate D D>=Da+Db+Dc D E M U X CompA2 CompB2 CompC2 Gi i ghép kênh 7 § 1 Gii thiu chung „ Tín hiu s có mt &c i#m c bn là các xung tín hiu có thi gian tn ti h'u hn. Thi gian tn ti ca tng phn t ch* ph thuc vào  rng xung. „ Khi  rng xung ca tín hiu khá nh+ hn  dài khung tín hiu, có th# chia khung tín hiu thành mt s khe thi gian và ghép mt s xung tín hiu t mt s ngun tin s vào cùng mt khung tín hiu. 8 § 2 K thut ghép kênh theo tn s FDM: Frequency Division Multiplexing FDM: -Nhiu dòng s liu c gi ti tn s khác nhau trên cùng  ng truyn -D i thông  ng truyn ph i ln hn tng d i thông các dòng bit thành phn -c s dng rng rãi trong mng thông tin tng t 9 § 2 K thut ghép kênh theo tn s FDM: Frequency Division Multiplexing „ S  nguyên lý: 0,3 3,4 Mod 1 B lc1 B lc1 DeMod 1 F1 B lc2 DeMod 2 F2 B lc3 DeMod 3 F3 F1 0,3 3,4 Mod 2 B lc2 ........ F2 0,3 3,4 Mod 3 F3 B lc3 Hình 3.1: S Ā nguyên lý ghép kênh theo tn s 0,3 3,4 0,3 3,4 0,3 3,4 10 § 2 K thut ghép kênh theo tn s FDM: Frequency Division Multiplexing „ Các b iu ch có tn s sóng mang khác nhau: F1zF2zF3. /u ra ca các b iu ch c hai b ng sóng nh hình: 0,3 3,4 F-3,4 F-0,3 F F+0,3 F+3,4 f Hình 3.2: Tn ph c a Ā ng dây „ B ng bên trên (F+f), b ng di (F-f). „ Sau ó cho qua các b lc, lc l y mt b ng (ho&c là b ng trên ho&c là b ng di) và a lên ng dây và truyn dn n i phng. 11 § 2 K thut ghép kênh theo tn s FDM: Frequency Division Multiplexing „ Phng pháp ghép kênh theo tn s s dng các sóng mang cao tn # a thông tin lên thành phn tn s cn thit và truyn các thành phn tn s này. „ Phía thu s6 lc l y tn s ca mình, sau ó $i tn # thu c thông tin ban u. „ Phân c p FDM: FDM c phân thành các nhóm s c p FDM c p 1, c p 2, c p 3; siêu nhóm và siêu siêu nhóm. 12 § 2 K thut ghép kênh theo tn s FDM: Frequency Division Multiplexing „ Nhóm s c p FDM c p 1 c ghép t 12 kênh thoi tng t, l y di tn t 60kHz n 108kHz (thành phn biên trên), có  rng: 4x 12 = 48 (kHz). Hiu tn 0 Hài bc hai 48 60 108 120 216 (KHz) Hình 3.3b: Phân b s n phm s hng th hai 13 § 2 K thut ghép kênh theo tn s FDM: Frequency Division Multiplexing BĄng tn ting nói Ā ng dây f M F-f 64+4n 60 64 68 100 104 108 f Hình 3.3a: D ch tn ph c a 12 Ā ng 14 § 2 K thut ghép kênh theo tn s FDM: Frequency Division Multiplexing „ FDM c p 2: c ghép b> chng nhi%u kém; suy hao ln; „ Nhi%u xuyên âm (tn s); giao thoa v tn s: nfc1 r mfc2. S kênh ghép hn ch do cn khong bo v tn s (FG: frequency Guard) 16 § 3 K thut ghép kênh theo thi gian TDM: Time Division Multiplexing 3.1 C s ghép kênh theo thi gian: „ Khi có hai tín hiu tng t tr lên c truyn dn trên mt kênh thông tin, thng s dng mt trong hai phng pháp c$ i#n # liên kt hai tín hiu riêng r6 này. „ Phng pháp th nh t là ghép kênh theo tn s. „ Phng pháp c$ i#n th hai, t t c các tín hiu u có cùng tn s nhng chim khong thi gian khác nhau trong di thi gian, ó chính là ghép kênh theo thi gian. 17 § 3 K thut ghép kênh theo thi gian 3.1 C s ghép kênh theo thi gian „ /# thc hin vic này, mi tín hiu tng t c l y mu ti các thi i#m khác nhau và xung l y mu mang thông tin v biên  ca mi tín hiu riêng c phát lên ng dây. „ Kt qu là mt dãy xung PAM c ghép li, trong ó mi xung iu biên tun hoàn b!t ngun t mt tín hiu khác nhau. „ /iu này có th# thc hin c, vì b rng xung l y mu ca tín hiu 1 ng!n hn nhiu so vi thi gian trôi qua cho n trc khi tín hiu 1 c l y mu ln n'a. 18 NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH THEO THI GIAN TDM TDM –– Time Time Division Division Multiplexing Multiplexing TDM: -Nhiu dòng s liu c gi ti các kho ng th i gian khác nhau trên mt tuyn truyn dn -Tc   ng truyn ph i ln hn tng tc  các dòng bit thành phn -D liu ln lt truyn trong th i gian ngn -c s dng rng rãi trong mng thông tin s CompA1 CompB1 CompC1 M U X … C1 B1 A1 C1 B1 A1 … D E M U X CompA2 CompB2 CompC2 19 NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH THEO THI GIAN Nguyên lý ghép kênh sͩ 20