LUẬN VĂN - Thiết kế và lắp ráp thực nghiệm ghép kênh phân chia theo thời gian trong truyền dẫn số.doc

DỊCH VỤ VIẾT THUÊ ĐỀ TÀI TRỌN GÓI ZALO / TEL: 0909.232.620
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Ngô Ngọc Lượng
THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THỰC NGHIỆM GHÉP KÊNH
PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN TRONG TRUYỀN DẪN
SỐ
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
Ngành: Điện Tử -Viễn Thông
Cán bộ hướng dẫn:Ths Chử Văn An
Cán bộ đồng hướng dẫn : Trần Thanh Hải
HÀ NỘI -2005

NỘI DUNG KHOÁ LUẬN
Mục đích chính của khoá luận là nghiên cứu và thực nghiệm việc ghép kênh phân
chia theo thời gian (TDM) 4 kênh.Trong đó có 3 kênh thoại và một kênh dùng đồng bộ
khung .Cụ thể khoá luận được trình bày gồm 2 phần chính PHẦN LÝ THUYẾT và
PHẦN THỰC NGHIỆM.
PHẦN LÝ THUYẾT:
+Giúp ta hiểu được nguyên lý điều chế PCM, nguyên lý ghép kênh và phân
kênh theo (TDM).Ngoài ra ta còn hiểu thêm về ghép kênh và phân kênh theo kiểu EDM.
+ Biết được các loại mã được sử dụng trong đường truyền, ưu nhược điểm các
loại mã .Mặt khác giúp ta hiểu thêm về hệ thống PCM 30 kênh và 24 kênh .
+ Các kỹ thuật ghép kênh và phân kênh 4 đường vào .Các phương pháp để mở
rộng ghép kênh .
PHẦN THỰC NGHIỆM:
+Thiết kế và lắp ráp hệ thống PCM-TDM 4 kênh trong đó có 3 kênh thoại và
một kênh đồng bộ.
+ Đánh giá kết quả thu được.

LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu làm thực nghiệm về đề tài “Thiết Kế Và Lắp
Ráp Thực Nghiệm Ghép Kênh Phân Chia Theo Thời Gian Trong Truyền Dẫn Số “
.Với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong ngành Điện tử -Viễn Thông trường
Đại Học Công Nghệ- Đại Học Quốc Gia Hà Nội . Đến nay em đã hoàn thành khoá luận
này .
Em xin cảm ơn thầy Chử Văn An người đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình
làm khoá luận ,cảm ơn thầy Trần Thanh Hải đã giúp đỡ tận tình em làm thực nghiệm để
có những kết quả cho bài luận văn này.
Thời gian làm khoá luận không nhiều ,vì vậy bài luận văn này của em không thể tránh
được những sai sót em rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn.
Hà Nội 6-2005
Sinh viên

MỤC LỤC
PHẦN MỘT:LÝ THUYẾT
Trang
Lời nói đầu …………………………………………………………………………
Chương 1:Hệ thống PCM-TDM…………………………………………………… 1
1.1-Nguyên lý ghép kênh……………………………………………………………. 1
1.2-Kỹ thuật FDM …………………………………………………………………... 2
1.2.1-Kỹ thuật ghép kênh…………………………………………………………. 2
1.2.2-Kỹ thuật phân kênh………………………………………………………….. 3
1.3-Kỹ thuật TDM…………………………………………………………………….. 4
1.3.1- TDM đồng bộ................................................................................................................................5
1.3.2-TDM không đồng bộ…………………………………………………………. 6
1.4-Nguyên lý PCM……………………………………………………………………. 7
1.4.1-Lấy mẫu………………………………………………………………………. 9
1.4.2-Lượng tử……………………………………………………………………… 11
1.4.3-Mã hoá………………………………………………………………………... 14
1.5-Tổng quan vế điều chế Delta (DM)……………………………………………..… 15
1.5.1-Khái quát chung……………………………………………………………… 15
1.5.2-Điều chế delta tuyến tính……………………………………………………... 15
Chương 2:Truyền dẫn PCM-TDM…………………………………………………… 17
2.1-Tổng quan về truyền dẫn........................................................................................................................17
2.1.1-Khái quát ……………………………………………………………………… 17
2..1.2-Các phương thức truyền dẫn số………………………………………............. 17
2.2-Mã đường truyền.......................................................................................................................................18

2.2.1-Mã đơn cực……………………………………………………………………20
2.2.2-Mã cực……………………………………………………………………….. 21
2.2.3-Biphase………………………………………………………………………..22
2.2.4-Mã lưỡng cực………………………………………………………………… 23
2.3-Tìm hiểu về sự suy hao tín hiệu trên đường dây………………………………….. 26
2.4-Hệ thống PCM 30 kênh…………………………………………………………… 27
2.5-Hệ thống PCM 24 kênh…………………………………………………………… 32
2.6-So sánh hai hệ thống PCM………………………………………………………… 33
2.7-Kỹ thuật mã hoá số khác…………………………………………………………... 34
2.8-Các hệ thống truyền dẫn số mức cao……………………………………………… 35
2.9-Các phương pháp chèn dữ liệu trong TDM………………………………………. 36
Chương 3: Kỹ thuật ghép, phân kênh 4 đường vào……………………………….. 41
3.1-Hợp kênh 4 đường vàodữ liệu……………………………………………………. 41
3.2-Bộ phân kênh 1 lối vào 4 lối ra…………………………………………………… 44
PHẦN HAI : THỰC NGHIỆM
Chương 4: Thiết kế lắp ráp hệ thống PCM-TDM nhiều kênh…………………… 46
4.1-Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động từng bộ phận………………………………... 46
4.1.1-Sơ đồ khối…………………………………………………………………… 46
4.1.2-Nguyên lý hoạt động………………………………………………………… 46
4.2-Phân tích sơ đồ khối………………………………………………………………. 49
4.2.1-Bên phát……………………………………………………………………… 49
4.2.2-Bên thu……………………………………………………………………….. 62
4.3-Hướng phát triển của đề tài……………………………………………………… 77
4.4-Kết quả thực nghiệm……………………………………………………………… 78

Lời nói đầu
Trong những năm gần đây sản phẩm của ngành khoa học công nghệ nói chung và
ngành công nghệ Điện tử-Viễn thông nói riêng ngày càng trở nên cấp thiết đối với nhân
loại .Có thể nói nhu cầu về thông tin liên lạc đã xuất hiện từ rất lâu đời với cuộc sống linh
hoạt của mỗi con người với những hình thớc cổ điển khác như tin tức được truyền đi nhờ
chim bồ câu …….,những hình thức thông tin đó chỉ phù hợp với khoảng cách và tốc đọ
truyền dữ liệu lúc bấy giờ .Ngày nay do nhu cầu truyền tải tin tức của con người đòi hỏi
với một khoảng cách lớn cự ly dài ,xa hơn với vận tốc tương đương với vận tốc ánh sang
mà vẫn đẩm bảo độ tin cậy cao.
Chính vì vậy con người đã sử dụng kỹ thuật số để thực hiện số háo tín hiệu trong
truyền thông là một điều cấp thiết .Với việc số hoá tín hiệu như vậy tín hiệu cần truyền sẽ
ổn định và chính xác nhanh nhậy hơn trong quà trình truyền thông tin .Có rất nhiều các
phương pháp có thể thực hiện được việc đó, như điều chế xung mã PCM, điều chế độ
rộng xung delta…….Nhưng có lẽ phương pháp đơn giản hiệu quả và được sử dụng rộng
rãi nhất phải kể đến phương pháp điều chế xung mã PCM.Với phương pháp này ta có thể
tất kiệm được rất nhiều chi phí khi ta thực hiện việc ghép kênh ,phân kênh.Việc ghép
kênh có nhiều cách nhưng có lẽ hiệu quả hơn cả là ghép kênh phân chia theo thời gian
(TDM) .
Thời gian làm có hạn nên chỉ thực hiện việc ghép 4 kênh trong đó 3 kênh thoại và
một kênh dùng để đồng bộ khung .Ghép theo kiểu phân chia theo thời gian (TDM).

Khoá luận tốt nghiệp *.* Ngô Ngọc Lượng
CHƯƠNG 1
HỆ THỐNG PCM – TDM
<1.1> NGHUYÊN LÝ GHÉP KÊNH
Tín hiệu có thể là tương tự hoặc tín hiệu số .Tín hiệu số cấu trúc bởi một số hữu
hạn các kí hiệu .Nó là dạng tín hiệu rời rạc theo thời gian .Còn tín hiệu tương tự được đặc
trưng bởi các dữ liệu có giá trị thay đổi liên tục trong phạm vi cho trước .Hay có thể nó là
tín hiệu biến đổi liên tục theo thời gian.
Ưu điểm của tín hiệu số so với tín hiệu tương tự là .Tín hiệu số được truyền đi
bằng cách dùng một tập hợp giới nội các dạng sóng điện .Ngược lại tín hiệu tương tự thì
dạng sóng của nó là quan trọng nếu như nó bị méo hoặc bị nhiễu về dạng song chắc chắn
gây sai sót cho bộ thu .Nếu tín hiệu số là một dãy xung nhị phân thì khi truyền sẽ bị méo
một chút nhưng vẫn phân biệt được mức nào có xung mức nào không có xung thì ở bộ thu
vẫn nhận được thông tin chính xác , đây là ưu điểm của tín hiệu số so với tín hiệu tương
tự
Quá trình vận chuyển một số các tín hiệu đồng thời qua một phương tiện truyền
dẫn gọi là ghép kênh , là một ứng dụng phổ biến trong điện tử thực hành .Các tín hiệu có
thể được ghép trong cự ly gần hay xa .Với bất kỳ ứng dụng nào ghép kênh đều được dùng
để giảm giá thành khi truyền hay phân bố một số tín hiệu .Một hệ thống ghép kênh bao
gồm các phần tử sau đây : ‘n’ tín hiệu nhập ( mỗi tín hiệu từ một kênh nhập hay nhánh
con ) được hội nhập vào trong một tín hiệu đơn đã được ghép (kênh) .Tín hiệu phức hợp
này có thể được truyền hay sử lý theo yêu cầu .Nếu được truyền ‘n’ tín hiệu riêng biệt này
sẽ được tách ở đầu xa và được nạp vào các kênh ngõ ra thích hợp tổ chức hoạt động này
được mô tả như hình1.
1
2
bộ
3 ghép
kênh
n
tín hiệu được
ghép kênh
đường
cao tốc
bộ
phân
giải
kênh
1
2
3
n
1
Đại Học Công Nghệ-Đại Học Quốc Gia Hà Nội Lớp K46ĐC

hình1:Một hệ thống ghép kênh
Để đơn giản hình1 chỉ trình bày theo một hướng .Tuy nhiên hệ thống ghép kênh được
dùng trong viễn thông ,thông thường là hai hướng (cũng được gọi là song công) . Điều
này đạt được bằng cách kết hợp song công hai hệ thống đơn hướng ngược nhau.
Có nhiều kỹ thuật ghép kênh ,nhưng có hai kiểu ghép kênh thong dụng đó là
+Ghép kênh theo tần số (FDM)
+Ghép kênh theo thời gian (TDM)
Trong kỹ thuật (frequency division multiplexinh FDM) mỗi kênh được phân phối một
băng tần xác định ,thông thường có bề rộng 4Khz cho dịch vụ thoại .Sự phân tách mỗi
kênh từ tín hiệu hỗn hợp được ghép kênh được thực hiện nhờ các bộ lọc thông.
Trong kỹ thuật ghép kênh theo thời gian (time division multiplexinh TDM) thì các
tín hiệu được truyền trên đường truyền trong những khoảng thời gian khác nhau.
<1.2> KỸ THUẬT FDM
1.2.1-Kỹ thuật ghép kênh:
Các nguồn tín hiệu lần lượt đi vào các bộ điêu chế riêng biệt ,các bộ điều chế
này có các tần số sóng mang khác nhau (F1,F2,F3,….Fn).Các tần số sóng mang được
cách nhau bằng một độ rộng băng thích hợp để chống việc tần số mang tràn lên nhau và
giao thoa với nhau,. Đầu ra của mỗi bộ điều chế ta nhận được hai băng tần ( băng tần trên
là Fi+f và băng tần dưới là Fi-f ,với Fi là tần số sóng mang của kênh thứ i,f băng tần tín
hiệu của kênh đó ).Sau khi qua bộ lọc lấy băng ta được một băng trên và một băng dưới
và đưa vào bộ trộn tuyến tính hoặc bộ cộng .Tín hiệu ra của bộ trộn đưa vào hệ thống
truyền dẫn (có thể truyền dưới dạng sóng hay một cáp truyền chung ).Quá trình ghép kênh
được mô tả ở hình2 dưới đây.
2

tín hiệu 1
tín hiệu 2
tín hiệu 3
đièu lọc
chế
F1
băng
điều lọc
chế băng
Hình 1:mộF2thệ thống ghép kênh
điều chế
bộ
phát
bộ
cộng
tín hiệu n điêu chế
3
Đại Học Công Nghệ-Đại Học Quốc Gia Hà Nội
giải điều chế
lọc băng
lọc băng Hình3: Sơ đồ
phân kênh theo tần số
g
iải điếu chế
l
ọc băng
g
iải điều chế
l
ọc băng
g
iải điều chế
1.2.2-Quá trình
phân kênh:
H
ình2: Sơ đồ
ghép tín
hiệu theo tần số
F
n
Quá trình phân kênh xẩy ra ngược lại với quá trình ghép kênh .Nếu truyền
bằng sóng thì bộ giải điều chế ở nơi thu sẽ tách sóng mang của đường truyền sau đó
đưa đến bộ lọc băng.Tín hiệu truyền từ cáp sẽ đưa thẳng đến bộ lọc băng .Các bộ lọc
băng sẽ lấy các băng thích hợp của kênh mình ,sau đó cho qua bộ giải điều chế tách lấy
thành phần tín hiệu và loại bỏ sóng mang riêng của mỗi kênh .Như vây tín hiệu ra của
bộ giai điều chế sẽ tương đương với tín hiệu vào.
l
ọc
băng
F
3
l
ọc
băng

Lớp K46ĐC

<1.3> Kỹ thuật TDM
Đây là quá trình sử lý số được sửc dụng khi tốc độ dữ liệu của môi trường lớn hơn
tốc độ dữ liệu của thiết bị gửi và nhận .Nhiều cuộc truyền có thể truyền qua một đường
liên kết nhờ việc chia nhóm cuộc truyền .Trong phương pháp ghép kênh theo thời gian
(TDM) tín hiệu thoại được ghép theo các tần số khác nhau.Qua các bộ điều chế chuyển
lên một băng tần cao hơn dành sẵn cho kênh đó.
1
2
3
4
≈
≈
≈
≈
bộ chuyển bộ phân
≈
mạch phối
≈
hệ
thống
truyền
≈
dẫn
≈
xung tách xung
đồng bộ đồng bộ
Hình4: Sơ đò ghép kênh theo thời
i
Trong phương pháp ghép kênh theo thời gian (TDM) thì các tín hiệu trong mỗi kênh có
thể chiếm toàn bộ độ rộng băng tần của tín hiệu nhưng tín hiệu được truyền trong một
khoảng thời gian ngắn .Khoảng thời gian đó được quy đinh bởi thời gian lấy mẫu.
Nguyên tắc hoạt động :
Trong sơ đồ ghép kênh theo thời gian như hình 4 có tất cả 4 kênh thoại và chiều truyền
dẫn nằm trên một hướng .Bên phát có bộ chuyển mạch và bên thu có bộ phân phối .Hai
bộ này quay với tốc độ như nhau .Vị trí của chổi phải đặt cùng một tiếp điểm .Gốc thời
gian được tính khi chổi đặt lên tiếp điểm thứ 5 và truyền qua hệ thống gọi là xung đồng
bộ . Đầu tiên ta truyền xung đồng bộ tiếp tiếp đến là xung kênh một (tức là chổi tiếp xúc
với tiếp điểm thứ nhất ) và cuối cùng chổi tiếp xúc với tiếp điểm thứ 4 .Tín hiệu sau được
tách ra qua các bộ lọc thông thấp của kênh mình và đến kênh thoại tương ứng .
4

c
c
x
4 4
XĐB XĐB
2 3 2 3
1 1
Hình5:Biểu đồ hiển thị cách truyền các kênh
*Hợp kênh chia thời gian (TDM) có hai loại
+TDM đồng bộ
+TDM không đồng bộ
1.3.1-TDM đồng bộ
Đồng bộ mang ý nghĩa là hợp kênh phân phối cùng một khe thời gian tới một thiết bị
trong tất cả các lần (có nghĩa là mỗi khe thời gian gắn cố định cho một kênh lối vào) .Nếu
trong khoảng thời gian nào đó kênh lối vào này không có dữ liệu để truyền thì khe thời
gian phải bỏ trống .
+Các khung: các khe thời gian được nhóm lại thành các khung mỗi khung gồm một
chu trình đầy đủ các khe thời gian.Trong khung có một hoặc nhiều khe cho một thiết bị
gửi và có bổ xung thêm một số bít đồng bộ .
Vidụ:Nếu có n kênh truyền (đường vào) thì mỗi khung có ít nhất n khe thời gian,mỗi
khe được chèn dữ liệu cho một đường vào.
+Nếu các thiết bị vào có cùng tốc độ truyền thì mỗi thiết bị sẽ có một khe thời gian
trên khung .Các khe thời gian của mỗi thiết bị chiếm một vị trí nhất đinh trong khung.
+Nếu các thiết bị vào mà có tốc độ truyền dữ liệu khác nhau thì trong kỹ thuật TDM
đồng bộ phải bổ xung thêm một số bít vào sao cho tốc độ bít của thiết bị này nhanh hơn
tốc độ bít của thiết bị kia đúng bằng một số nguyên lần (n) .Các bit thêm vào đó người ta
gọi là bít nhồi .Trong trường hợp như vậy trong một khung số khe thời gian dành cho
thiết bị này gấp n lần số khe thời gian dành cho thiết bị kia.
5

Sau khi tốc độ bít của các kênh là bằng nhau hoặc gấp nguyên lần nhau thì cách trèn
các kênh như thế nào ?
*Cách chèn :TDM đồng bộ có thể so sánh như một chuyển mạch cơ khí quay nhanh
khi chuyển mạch đến trước một thiết bị ,thiết bị đó có cơ hội một số bít dữ liệu vào đường
dẫn chuyển mạch chạy từ thiết bị (kênh) này đến thiết bị kênh khác theo một trật tự xác
định ,quá trình nay gọi là trèn dữ liệu mỗi lần trên có thể là một bít ,một byte hoặc một số
bít bất kỳ nhưng kích thước đó là không đổi trong những lần tiếp theo. Đến nơi nhận phân
chia mỗi khung bằng cách loại bỏ các bít khung và sắp xếp thành các kênh đi đến một
thiết bị nhận tương ứng .
+Các bít khung : Trật tự khe thời gian không khác nhau từ khung này đến khung khác
,phải thêm vào thông tin mở đầu cho mỗi khung để báo cho bộ phân kênh ở nơi nhận biết
hướng mỗi khe thời gian đến đâu .Như vậy nhờ các bít khung gồm một hoặc nhiều bít
nhằm thông báo địa chỉ và đồng bộ nhờ những bít khung này để phân kênh tách rời các
khe thời gian chính xác.
1.3.2-TDM không đồng bộ :
Vì TDM đồng bộ không sử dụng hết khả năng của đường liên kết như vậy thực tế chỉ một
phần khe thời gian được sử dụng bởi lẽ các khe thời gian được sử dụng trước hoặc cố
định trong khung nên khi thiết bị (kênh ) không có nhu cầu truyền dữ liệu thì khe bị trống
(không sử dụng ) gây lãng phí.
Do TDM không đồng bộ ra đời và nó khắc phục được những thiếu sót của TDM đồng
bộ .TDM không đồng bộ có tính mềm dẻo ,linh hoạt ,không cố định .Các khe thời gian
không được phân công cố định mà có thể dành cho bất kỳ thiết bị (kênh) nào mà có thể
gửi dữ liệu.
Như vậy không dùng đến 100% thời gian mà giảm tới mức tối đa – không gây lãng
phí .Khi vắng mối quan hệ vị trí của một khe thời gian trên khung ,mỗi khe phải mang
một địa chỉ để phân kênh biết hướng dữ liệu đến một địa chỉ nhận. Địa chỉ này được thêm
vào bởi hợp kênh và được phân kênh bỏ đi sau khi đọc và gửi được đúng địa chỉ.Việc đưa
địa chỉ vào khung làm tăng số lượng bít tiêu đề -hạn chế tính hiệu quả của phương pháp
này vì vậy người ta dung một ít bít để chỉ địa chỉ.
Các khe thời gian có độ dài thay đổi
6

Khi làm việc với các tốc độ bít khác nhau của các kênh lối vào các khe thời gian trong
khung sẽ thay đổi độ dài .Kênh lối vào nào có tốc độ truyền dữ liệu nhanh được cấp khe
thời gian dài.Như vậy trong khung cầc có trường báo độ dài thay đổi –làm tăng độ dài
tiêu đề.
<1.4> NGUYÊN LÝ PCM
Phương pháp điều chế PCM gồm 3 giai đoạn:
+Lấy mẫu
+Lượng tử
+Mã hoá
Quá trình chọn các điểm đo trên đường cong tín hiệu tiếng nói tương tự gọi là lấy mẫu
.Các giá trị đo được gọi là các mẫu .Lấy mẫu là bước đầu tiên thể hiện tín hiệu tiếng nói
dưới dạng số ,vì các thời điểm lấy mẫu đã được chọn sẽ chỉ ra các toạ độ thời gian của các
điểm đó .
Biên độ của các mẫu tín hiệu có thể được nhận một giá trị trong phạm vi biên độ
của tín hiệu tiếng nói .Trong thực tế khi đo các biên độ của mẫu ta thường quy tròn
.Trong quá trình qui tròn hoặc lượng tử ,tất cả các giá trị biên độ của mẫu giữa hai điểm
trong một bậc được nhận một giá trị lượng tử giống nhau.Số mẫu đã lượng tử là một giá
trị nhất đinh vì ta chỉ có một số lượng nhất định các điểm trên thang lượng tử .Mỗi mẫu
xung đã được lượng tử được thể hiện bởi một điểm lượng tử trên thang lượng tử ,tức là ta
biết được các toạ độ trên trục biên độ của các mẫu xung .Các quá trình lấy mẫu và lượng
tử tạo ra thể hiện bằng số cho tín hiệu tiếng nói gốc .Như vậy tín hiệu sau khi lấy mẫu
chưa phải là tín hiệu số nhưng sau khi qua bộ lượng tử tín hiệu băng gốc được chuyển
sang tín hiệu số ,tuy nhiên tín hiệu này chưa hẳn thích hợp cho truyền dẫn nên ta phải
thực hiện các quá trình mã hoá.
7

tín hiệu tương tự tín hiệu tương tự
lấy mẫu
phát thu
tạo lại
lượng tử
mã hoá
PCM asignal
đ ường truyền dẫn
tạo
trạm
dạng
lặp
dao
động
giải mã
tái tạo xung
tín hiệu
PCM1
Hình6: Điều chế xung mã các khối chức năng
để truyền dẫn theo đường dây hoặc vô tuyến .Do vậy phải thực hiện quá trình mã hoá .Thông
thường các giá trị lấy mẫu được mã hoá dưới dạng nhị phân ,mỗi giá trị mẫu xung được đại
diện bởi một nhóm các phần tử nhị phân.Thường mỗi mẫu xung lượng tử có thể mang một
trong 256 giá trị dưới dạng nhị phân..Chúng sẽ được thể hiện bởi một nhóm chứa 8 phầnh tử
.Nhóm này từ nay về sau gọi là từ mã PCM . Để truyền dẫn đi các giá trị
0 và 1 người ta sử dụng một xung điện tương ứng với trạng thái không xung và có
xung.Trên đường truyền dẫn các xung trong các từ mã PCM sẽ bị biến dạng ngày càng
nhiều .Tuy nhiên chừng nào vẫn có thể phân biệt được trạng thái có xung và không xung
thì hiện tượng mất tin vẫn chưa xẩy ra .Khi sử dụng phương pháp tái tạo xung ,tức là các
xung bị biến dạng nhiều sẽ được thay thế bởi các xung mới vào các khoảng thời gian
thích hợp ,tin tức có thể đợc truyền rất xa mà không bị méo. Đó là một trong những ưu
việt của phương thức truyền dẫn số so với phương pháp truyến dẫn tương tự .Trường hợp
truyền dẫn số tin tức chỉ chứa ở trạng thái xung.
Ở phía thu các từ mã PCM được giải mã ,tức là chúng được biến đổi trở lại thành
các mẫu xung lượng tử .Sau đó tín hiệu tiếng nói tương tự được hồi phục bằng cách bổ
8

xung thêm phần tín hiệu giữa các mẫu lượng tử .Do quá trình qui tròn các mẫu tiếng nói
nên có sự sai khác nhỏ giữa tín hiệu tiếng nói tương tự giữa bên phát và bên thu.Sự sai
khác đó gọi là biến dạng lượng tử.Các khối chức năng của quá trình điều xung mã cho
hình6 .Các chức năng này sẽ được thảo luận chi tiết hơn sau này.
1.4.1-Lấy mẫu :
Về ý nghĩa điện học thì lấy mẫu tức là lấy ra các gía trị tức thời của tín hiệu tương tự vào
khoảng thời gian cách đều nhau .Tín hiệu lấy mẫu là một dãy xung mà đường bao của nó
là tín hiệu gốc .
Tiến trình lấy mẫu bao gồm :Lọc thông thấp tiền lấy mẫu ,lấy mẫu và lọc thông
phục hồi .quá trinh lấy mẫu được áp dụng vào mỗi kênh hợp thành qua một hệ thống
TDM.Các mẫu yêu cầu của mỗi dạng sóng nhập được lấy từ một chuỗi các xung định thời
theo định kỳ ,các xung này chuyển trạng thái đóng mở của bộ lấy mẫu ,do đó chuyển đi
các mẫu của dạng sóng nhập .Các mẫu này dưới dạng một tập các xung với các mức điện
áp bằng với giá trị (âm hoặc dương) của dạng sóng nhập tại ngay thời điểm có xung định
thời .Tập hợp các mức điện áp của các mẫu có hình dạng tương tự với sóng dạng ban
đầu.Tất cả điều trên được minh hoạ như hình7 và hinh8 dưới đây.
sóng tín
hiệu nhập
LP
bộ
filter
lấy
(f h)
mẫ
từ nhiều
kênh khác
xung định thời
bộ
ghép
kênh
TDM
bộ
phân
giải
kênh
TDM
sóng tín hiệu
phục hồi
LP
filter
(fh)
đến các kênh
khác
Hình 7 : một hệ thống ghép kênh phân thời
9

biên
độ
dạng sóng
nhập
thời gian
xung lấy
mẫu
dạng sóng
lấy mẫu
Hình 8: xử lý mẫu trong miền thời gian
Nhờ lý truyết lấy nẫu (Nyquit) cho phép một hệ thống lấy mẫu thích hợp được
thiết kế cho một dạng sóng nhất định .Lý thuyết lấy mẫu phát biểu rằng bất kỳ một sóng
nào đều có thể được lấy mẫu vá sau đó được tái thiết lập ,tốc độ lấy mẫu phải bằng hay
lớn hơn hai lần thành phần tần số lớn nhất có trong sóng dạng đem lấy mẫu .Do đó một
dạng sóng có giới hạn tần số dưới fH thì tần số lấy mẫu fs phải là fs>=2fH.Giá trị tối thiểu
fs được gọi là tốc độ Nyquist hay tần số Nyquist cho fH .Một cách tổng quát lấy mẫu dưới
tốc độ Nyquist sẽ gây nên các sai lệch trong dạng sóng được tái thiết lập do hiện tượng
‘aliasinh’.
biên
tấn số
0
fH fs fs+fH
a) dạng sóng gốc sau khi lọc thấp b)dạng sóng đợc lấy mẫu v
10

0
fs-fH fH fs fs+fH fH fs-fH fs
c)dạng sóng được lấy mẫu với fs<2fH dạng sóng được lấy nẫu với fs>2fH
Hình 9: sử lý mẫu trong miền tần số
Aliasinh là thuật ngữ chỉ sự chồng lấn giữa các biên tần kề nhau sinh ra trong quá trình
lấy mẫu ,là một quá trình quan trọng sinh ra trọng điều chế theo biên độ .Hình 8 mô tả
quá trình lấy mẫu trong miền thời gian.trong khi hình9 mô tả lấy mẫu trong miền tần số
.Dùng cả hai miền này là hữu ích cho việc xem xét tiến trình tái thiết lập dạng sóng từ hệ
thống lấy mẫu .Do đó hình 9 trình bày các tần số liên quan đến dạng sóng nhập có thể lấy
lại được bằng cách chuyển dạng sóng rời rạc đã được lấy mẫu sang một bộ lọc thông thấp
với tần số cắt là fH.
+Trong kỹ thuật điện thoại vùng phổ tiếng nói từ 300Hz tới 3400Hz được sử
dụng.Trong thực tế phổ tiếng nói của người kéo từ tần số thấp là một vài trăm Hz cho tới
tần số âm rất cao .Băng tần này dã được máy điện thoại hạn chế bớt những hạn chế ở
vùng tần số cao vẫn chưa đủ .Vì vậy trước khi lấy mẫu tín hiệu tiếng nói phải cho qua bộ
lọc thông thấp để hạn chế phổ tiếng nói dới 3400Hz .Tần số lấy mẫu 8000Hz được dùng
cho các hệ thống điện thoại PCM .Tần số này lớn hơn hai lần tần số cao nhất trong băng
tần tín hiệu thoại 3400Hz một ít để giảm nhữnh khó khăn khi chế tạo bộ lọc thông thấp
Tín hiệu mẫu thường gọi là tín hiệu điều biên xung vì nó gồm một dãy xung có biên độ
được điều chế theo tín hiệu nguyên thuỷ . Điều chế xung PAM (pulse amplitude
modulation) là một phương pháp điều chế xung tương tự vì biên độ của xung biến đổi liên
tục theo sự biến đổi tín hiệu nguyên thuỷ .Do các hệ thống PAM tương đối đơn giản nên
chúng cũng được dùng trong kỹ thuật điện thoại .Tuy nhiên kỹ thuật PAM không thích
hợp truyền ở cự ly xa vì khó có thể tái tạo xung đủ chính xác . Điều này rất quan trọng vì
dãy xung PAM chứa tin tức ở dạng xung.
1.4.2-Lượng tử
11

Trong quá trình lượng tử phạm vi biến đổi liên tục của biên độ xung được quy thành một
số hữu hạn các giá trị biên độ .Dải biên độ được chia thành nhiều khoảng .Tất cả các mẫu
xung có biên độ nằm ở một khoảng lượng tử đặc trưng đều nhận một giá trị biên độ giống
nhau.Do việc làm tròn biên độ mẫu xung không thể tránh khỏi sai số dẫn đến biến dạng
lượng tử.
Biến dạng này có thể được giảm khi ta tăng đủ số lượng mức biên độ cho phép và
hoàn toàn chấp nhận vì truyền dẫn sẽ chỉ không có lỗi khi truyền một số nhất định các
biên độ rời rạc.
ngưỡng trên
ngưỡng dưới
các mẫu PAM nhận
gia trị lượng tử
các mẫu PAM được thiết lập lại
Hình 10:nguồn gốc phát sinh lỗi lượng tử
Ta thấy biến dạng lượng tử không phụ thuộc vào bịên độ mẫu xung . Điều đó có nghĩa
là người nghe phải nghe biến dạng lượng tử giống nhau đối với người nói to cũng như
người nói nhỏ .So với mức tiếng nói thì người nói nhỏ tạo ra biến dạng lớn hơn người nói
to .Hơn nữa qua phân tích thống kê ta thấy rằng đối với một người thì xác xuất nói nhỏ
lớn hơn xác xuất nói to . Để có được biến dạng lượng tử ở mức chấp nhận được trong
toàn bộ giải dộng của tín hiệu tiếng nói thì các khoảng lượng tử cần phải định lượng đưa
vào mức tín hiệu nhỏ ,tức là các khoảng lượng tử phải rất nhỏ .Theo cách lượng tử đó thì
biến dạng lượng tử ở các mức tiếng nói cao sẽ nhỏ hơn rất nhiều so với mức cầc thiết
nhưng tốn kém do phải tăng số lượng các khoảng lượng tử .
Rõ ràng là độ méo lượng tử không độc lập mà có liên quan đến biên độ ,các xung mẫu
nhỏ có biến dạng lượng tử nhỏ còn những xung mẫu lớn phải nhận biến dạng lượng tử lớn
.Từ đó cho ta giải pháp tối ưu giữa chất lượng truyền dẫn và số lượng khoảng lượng tử .
Nếu các bước lấy mẫu bằng nhau về khoảng cách ,thì méo lượng tử sẽ xấu hơn đối
với các tín hiệu có biên độ nhỏ hơn biên độ của tín hiệu khác .Vì méo bị phát hiện bởi
12

người nghe giống như nhiễu nên tỉ số giữa năng lượng tín hiệu và năng lượng nhiễu xấu
hơn khi mức tín hiệu nhập bị giảm xuống .Vấn đề này được hạn chế bằng cách chia các
mức lượng tử theo hàm logarit để các tín hiệu lớn cho phép có giá trị lỗi lớn và các tín
hiệu nhỏ chỉ chịu lỗi nhỏ ,nhờ đó cung cấp một tỉ số SNR (signal to nose ratio) không đổi
trên dải biên làm việc.
E1
E2
E3
E4
a)các bước lượng tử tuyến tính b)các bước lượng tử phi tuyến
Hình11:Lượng tử tuyến tính và phi tuyến
Vidụ về ảnh hưởng của lượng tử logarit lên tỉ số SNR được trình bày trên hinh11
.Trong trường hợp chia khoảng lượng tử tuyến tính ở đó lỗi E1 với một giá trị lấy mẫu
nhỏ bằng với lỗi E2 của một giá trị lấy mẫu lớn, rõ ràng tỉ số SNR phải xấu hơn đối với
các giá trị lấy mẫu nhỏ hơn .Với lấy mẫu logarit các lỗi E3 và E4 cho cùng giá trị của tỉ số
SNR cho cả hai giá trị lấy mẫu .
Phương pháp lượng tử phi tuyến (logarit) còn gọi là ‘companding’
Bên cạnh việc tạo ra tỉ số SNR ổn định ,companinh còn có ý nghĩa tiết kiệm cho hệ thống
hơn so với lượng tử tuyến tính .Lượng tử phi tuyến cần 256 bước lượng tử trong khi đó
lượng tử tuyến tính cần 8000 bước lượng tử .Vì mỗi bước lượng tử phải đánh địa chỉ duy
nhất bởi một mã nhị phân (nó hình thành lên từ mã PCM) nên hệ thống tuyến tính cần 13
bit so với 8 bít trong hệ thống phi tuyến .Sự tất kiệm này rất quan trọng bởi vì kích thước
của từ mã PCM ảnh hưởng trực tiếp lên giá cả cũng như khả năng của hệ thống truyền
dẫn và chuyển mạch số .
Đối với kỹ thuật điện thoại PCM CCITT kiến nghị hai luật nén cơ bản là luậ A và luật
µ đây gọi là lượng tử hoá phi tuyến .
Để thu được tỷ số tín hiệu trên tạp âm SNR
đây cũng chính là lượng tử hoá không đều có thể
đồng đều người ta sử dụng nén tín hiệu
sử dụng một trong hai phương pháp
13

+ Nén giãn tương tự : Đối với một hệ truyền thông tín hiệu trước khi được điều chế
PCM phải được nén trước và tại bộ thu nó phải được giãn .
+Nén giãn số : Được nén tại thời điểm tín hiệu băng gốc đã được số hoá và trước khi
vào bộ thu chúng phải được giãn .
+Hai luật nén thông dụng là luật A và luật µ luật A thường sử dụng ở châu âu còn luật
µ thường được sử dụng ở bắc mỹ và nhật bản.Cả hai luật đều có 256 mức lượng tử nhưng
chúng khác nhau về sự xỉ vào một đặc tính phi tuyến .
1.4.3-Mã hoá :
Các mẫu xung đã được lượng tử hoá chưa phù hợp để truyền dẫn vì vậy chúng ta có thể
mã hoá các biên độ bằng các tín hiệu điện thích hợp truyền dẫn .Mẫu xung lượng tử có
thể mã hoá thành xung nhị phân hoặc các từ mã nếu mỗi lượng tử Qi sử dụng một từ mã
N bít thì số mức lượng tử Q là . Q=2N
Các xung có hai mức như xung nhị phân rất tiện để truyền dẫn vì chúng dễ tái tạo trên
đường truyền ,các mạch điện có thể phân biệt được trong trạng thái có xung hay không có
xung cũng dễ chế tạo .Trong kỹ thuật điện thoại thường dùng 256 mức lượng tử nên mỗi
mẫu xung được mã hoá bằng một nhóm mã mà ta thường gọi là từ mã PCM chứa 8 xung
nhị phân .
các mẫu
lượng tử 111
110
101
bộ mã
100
hoá
000
010
011
10011011110 100101000010 Hình12:mã
hoá xung lượng tử 8 mức dùng từ mã 3 đơn vị
14

1.5-TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU CHẾ DELTA (DM)
1.5.1 –Khái quát chung:
Điều chế Delta là kỹ thuật được dùng để biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số
(biến đổi thành các bít).Quá trình này được thực hiện qua hai quá trình điển hình lấy mẫu
và mã hoá tín hiệu truyền .Vì vậy điều chế delta được coi như một hệ PCM, dẫu rằng
thuật ngữ PCM áp dụng cho một kỹ thuật mã hoá đã hoàn toàn xác định .
Ưu điểm của điều chế delta là các mạch điều chế và giải điều chế đơn giản hơn các
mạch được dùng trong hệ truyền thông PCM .
1.5.2-Điều chế delta tuyến tính :
Với hệ truyền thông sử dụng điều chế delta tuyến tính mô tả như hình sau đây
bộ phát xung đồng bộ
S(t)
∆(t)
S(t)
+
-
Po(t
bộ điều
chế
∫
bộ tích phân
bộ phát
bộ tích
phân
∫
thônthấp
bộ lọc
thông thấp
≈
Hình 13: hệ thông tin dùng bộ điều chế
Tín hiệu tương tự S(t) được so sánh với tín hiệu từ đường phản hồi S(t) qua hai lối vào
(+) và (-) của mạch so sánh sai lệch của hai tín hiệu này .∆(t) =S(t)- S(t) sẽ thu được lối ra
của so sánh nó là dương ∆(t) >0 nếu S(t)> S(t) hoặc âm ∆(t) <0 nếu S(t) <S(t) .Về phương
diện vật lý ta thấy ∆(t) là hiệu số (về dấu chứ không phải về giá trị tuyệt đối biên độ ) giữa
tín hiệu tương tự S(t) được mã hoá và tín hiệu gần đúng S(t) .
15

Một máy phát xung phát ra một dãy xung Pi(t) được đưa đến bộ điều chế .Mặt khác bộ
điều chế nhận tín hiệu ∆(t) từ lối ra của bộ so sánh ở lối vào khác ,bộ điều chế nhận tín
hiệu δ(t)=Sign(∆(t)) có nghĩa là tín hiệu ∆(t) này được lấy mẫu với tần số lấy mẫu fs khá
cao hơn so với tốc độ Nyquit fs>>2B (trong đó B là độ rộng băng tần của tín hiệu tương
tự ) lối ra của bộ điều chế thu được dạng sóng Po(t) là dãy xung của dãy vào Pi(t) sẽ được
nhân với (+1) hoặc (-1) tuỳ thuộc vào dấu chứ kông phải phụ thuộc vào biên độ của
∆(t).Khi xung Pi(t) tới ∆(t). Được nhân với (+1) nếu là dương với (-1) nếu là âm .
Tín hiệu xung Po(t) được đưa tới cửa ra của bộ tích phân thu được dạng tín hiệu S(t),
tín hiệu bước S(t) là một tín hiệu có dạng gần đúng của tín hiệu tương tự của lối vào
S(t).Về mặt lý thuyết dãy xung âm hoặc dương Po(t) được gửi đến đường dây sao cho
năng lượng của tín hiệu truyền tăng lên hay nói cách khác là ta tăng công suất phát . Đó là
xung NRZ được đưa đến bộ phận phát để truyền tới nơi thu .Ta thấy sự khác nhau cơ bản
giữa PCM và DM trong kỹ thuật điều chế delta là sự mã hoá cơ số 2 dùng một bit tín hiệu
∆(t) giữa tín hiệu S(t) và S(t) được gửi tới đường dây và truyền đi ,trong khi đó với hệ
PCM cung cấp sự mã hoá cơ số 2 của tín hiệu S(t). DM được biểu diễn bằng chuỗi lôgic
“0” và “1” chúng tạo mã đạo hàm của tín hiệu tương tự “0” có nghĩa là giảm của tín hiệu
tương tự và “1” là sự tăng của tín hiệu .Trong hình13 bộ tích phân có nhiệm vụ phục hồi
lại tín hiệu S(t) gần đúng với tín hiệu điều chế S(t) ở lối ra của tích phân .Mạch thông thấp
là loại trừ tần số nhịp còn dư và làm tín hiệu trơn nhu.
S(t)
S(t)
t
Po(t) t
Hinh14: các dạng sóng
16
t

CHƯƠNG 2
TRUYỀN DẪN PCM-TDM
<2.1>Tổng quan về truyền dẫn
2.1.1 –Khái quát :
Tín hiệu trong quá trình truyền dẫn thông tin chịu ảnh hưởng của nguồn nhiễu khác
nhau,có loại do chính thiết bị thông tin gây nên gọi là nhiễu trong ,có loại do tác động từ
bên ngoài gọi là nhiễu ngoài .Nhiễu làm méo tín hiệu ,làm mất tín hiệu .Kênh truyền đóng
vai trò như một bộ lọc làm suy giảm tín hiệu và làm méo dạng sóng .Dạng sóng bị méo là
do những tổng số khác nhau về sự suy hao và lệch pha của các thành phần tần số khác
nhau của tín hiệu tạo nên chẳng hạn như xung vuông bị tròn gây méo tuyến tính có thể
sửa được một phần ở bộ thu bằng một bù có đặc trưng về độ khuếch đại và pha ngược với
đặc trưng của kênh .
Tín hiệu không những bị méo do kênh mà còn bị méo do bởi các tín hiệu không mong
muốn trên đường truyền thường gọi là nhiễu là nguyên nhân cơ bản làm hạn chế tốc độ
truyền .Tỷ số tín hiệu trên tạp âm được định nghĩa là tỷ số của công suất tín hiệu trên
công suất tạp âm .Cường độ tín hiệu giảm trong khi mức nhiễu tăng theo khoảng cách từ
bộ phát .Vì ậy SNR (signal to noise radio ) giảm không ngừng theo kênh .Như vậy
khuếch đại tín hiệu thu được để bù trừ sự suy hao sẽ là vô ích vì nhiễu cũng được khuếch
đại cùng tỷ lệ và giữ nguyên SNR không đổi.
2.1.2-Các phương thức truyền số liệu:
Có 2 phương thức truyền số liệu đó là truyền song song và truyền nối tiếp
+Truyền dữ liệu song song :Thiết bị gửi nhiều bít đồng thời trên nhiều sợi dây.
+Truyền dữ liệu nối tiếp : Thiết bị gửi các bít lần lượt ở những thời điểm khác
nhau.mỗi bít gửi đi cần một xung nhịp.trên một đường dây duy nhất .
Nếu khoảng cách giữa hai thiết bị trao đổi tin là rất lớn ,người ta không thể dùng nhiều
đường dây trao đổi song song (tuy rằng tốc độ trao đổi lớn ) vì rất tốn kém .mà phải biến
đổi dạng song song thành dạng nối tiếp ở nơi phát để trao đổi thông tin trên một đường
dây duy nhất cho tiết kiêm dây . Để tất kiệm hơn nữa người ta dùng luôn đừơng dây điện
thoại có sẵn để trao đổi tin số nối tiếp.
17

Ở nơi thu cho máy thu song song ,người ta lại biến đổi tin nối tiếp thành song song
.Tất nhiên là chi phí cho hai phép biến đổi song song - nối tiếp và nối tiếp song song phải
ít hơn chi phí về đường dây song song .
2.1.2.1-Truyềndữ liệu nối tiếp đồng bộ :
Thiết bị truyền và nhận có quan hệ về mặt thời gian ,dạng tin nhận và truyền có cùng
dạng với tin truyền trên đường dây không kể các byte đánh dấu khung tin.
Dạnh tin: Tin trao đổi là một khối gồm nhiều byte mỗi khối có các xung đồng bộ dặt
ở đầu và cuối để đánh dấu khối tin .Sự đồng bộ giữa khối phát và thu tin có thể do .
+Một máy phát xung đặt ở nơi phát và truyền tới máy thu bởi một đường dây khác
ngoài đường dây số liệu (đồng bộ ngoài).
+Máy thu nhận tín hiệu đồng bộ để kích thích máy phát xung nhịp cho máy thu
(đồng bộ trong ).Thường trong mạch trao đổi tin xa khoảng cách giữa máy thu phát lớn
,người ta không dùng máy phát xung nhịp ngoài vì tốn đường dây ,xunh nhịp bị nhiễu Khi
đó người ta dùng chính modem để phát xung nhịp cho cả máy thu và máy phát khi nhận
được tín hiệu đồng bộ khung.
Kiểm tra lỗi trong trao đổi tin .Bằng phương pháp tính số vòng dư (chia tổng tin của
khung cho một đa thức gọi là đa thức sinh ).Số dư của phép chia được ghi vào lời dành
cho FCS (frame check sum). Ở nơi thu cũng tính tương tự và so sánh hai kết quả nếu bằng
nhau tin truyền không bị lỗi .Trong khi truyền đi xa để tránh nhiễu và suy giảm tín hiệu
người ta dung modem (điều chế và giải điều chế ) để điều chế ở nơi phát và giải điều chế
ở nơi thu .Modem sửdụng có thể là loại điều tần , điều pha.
2.1.2.2-Truyền dữ liệu nối tiếp không đồng bộ :
Là trao đổi tin mà dạng của tin khác với dạng tin truyền trên dây dẫn ,vì mỗi ký tự của tin
được đặt trong một khung có các bít đầu (start ) và cuối (stop) và một bít kiểm tra tính
chẵn lẻ của kênh truyền.
Mỗi khung truyền có từ 5 đến
2 bít stop.Bít start được truyền đi để
8 bít dữ liệu ,1 bít start và một bít kiểm tra chẵn lẻ 1-
máy thu sử dụng để đồng bộ với nhịp máy phát xung
2.2 –Mã đường truyền:
18

Trong kỹ thuật truyền thông ,muốn đưa thông tin từ nơi này đến nơi khác được thì ở
nơi phát ta phải biến đổi các tín hiệu thông tin (dữ liệu )đó thành số hoặc tương tự để
truyền đi xa . Ở nơi thu ta phải thực hiện ngược lại với chức năng của bên phát có nghĩa là
khi nhận được tín hiệu số hoặc tương tự ta phải biến đổi nó thành thông tin dưới dạng ban
đầu .Mã hoá tín hiệu ta có 4 kiểu mã hoá
+ Mã hoá từ tín hiệu số sang tín hiệu số
+ Mã hoá từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự
+Mã hoá từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số .
+Mã hoá từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu tương tự
Trong phần này ta chỉ quan tâm đến việc mã hoá tín hiệu từ tín hiệu số sang tín hiệu số
.Mã háo tín hiệu số sang tín hiệu số có các phương pháp sau đây.
-Unipolar(đơn cực)
-Polar(cực)
-Bipolar(2 cực)
Mỗi loại mã có những ưu điểm nhược điểm riêng của từng mã.Mỗi một mã có những tính
chất đặc trưng riêng .
1)Nội dung định thời thích nhất định thích hợp .Có nghĩa là nó có khả năng rút từ
tín hiệu ra được thông tin theo thời gian .
2)Có hiệu suất độ rộng giải và công suất truyền cho trước ,xác xuất sai khi tách
tín hiệu là nhỏ nhất .
3)Có khả năng phát hiện lỗi và sửa lỗi .
4)Có mật độ phổ công suất mong muốn .Phổ của tín hiệu phải phù hợp với đáp
ứng tần số của kênh ,nếu kênh làm suy hao nhiều ở tần số thấp ,phổ của tín hiệu phải có
PSD nhỏ ở vùng này để tránh méo tín hiệu .Ta cũng mong có PSD=0 tại ω =0 (một chiều
) vì phát xoay chiều thường hay dùng bộ phát lặp công suất lớn các thành phầnh tần số
thấp sẽ gây hiện tượng dung pha chậm trong dòng xung .
Giải thích về PSD:PSD của tín
phân bố theo các thành phần tần số
hiệu đại diện cho công suất tương đối của nó đươc
khác nhau hay PSD mô tả công suất tương ứng với
19

một đơn vị độ rộng dải đóng góp bởi thành phần tần số âm tại ω.Từ dạng phổ ta có thể lựa
chọn được kiểu mã có độ rộng dải phù hợp và cho phép xoay chiều trong bộ phát lặp .
5)Có thể truyền được mọi chuỗi bít ,thậm chí cả chuỗi bit “0”.
2.2.1-Mã đơn cực(Unipolar)
Mã này rất đơn giản sử dụng hai mức thế +V và 0V để biểu diễn cho các bit “0” và “1”
mã này chỉ sử dụng một đơn cực nên chỉ nhận một trong hai trạng thái nhị phân được mã
hoá thông thường
Mức thế cao +V biêủ diễn cho bit “1”.
Mức thế thấp 0V biểu diễn cho bit “0”.
Tín hiệu này có phổ dạng hình 14 và dạng tín hiệu hình15
+V
Hình 14:dạng phổ
1 0011110
Hình 15: Mã đơn cực
Từ dạng phổ và dạng tín hiệu của nó .Ta thấy mã này có một nhược điểm sau
• Mật độ phổ công suất khác 0 tại ω=0 .Nó loại bỏ việc sử dụng các bộ tụ ngăn và
biến áp khi ghép xoay chiều trong các bộ phát lặp .
• Có thành phần 1 chiều trung bình khác 0 tại ω=0 thành phần này không thể truyền
qua các môi trường thông thường được .
• Khi gặp phải một chuỗi các bít 0 hay 1 sẽ gây khó khăn cho vấn đề đồng bộ
20

• Khi tín hiệu không thay đổi nơi nhận không biết đâu là bắt đầu và kết thúc một bít ,
đặc biệt khó khăn khi các chuỗi bít 0 và 1 kéo dài .
• không có khả năng phát hiện lỗi
• độ rộng dải truyền đòi hỏi quá rộng do vậy mã này thường sử dụng các vi mạch
logic CMOS trong các bộ ghép kênh.
2.2.2.Mã cực (POLAR)
+Mã này cũng sử dụng hai mức thế khác nhau để biểu diễn cho các bit ”0” và “1”
+Trong đó +V cho”1” và -V cho “0” thành phần 1 chiều bị triệt tiêu .Có 3 loại mã
cực là NRZ (none retủn to ZERO level ) RZ(return) và BIPHASE
a) mã NRZ
Một mức thế được giữ cố định trong suốt khoảng thời gian kéo dài một bít .Có hai
loại NRZ là NRZ-L(none return zero level) và NRZ-I (none return to zero invert)
-NRZ-L :Mức của tín hiệu tuỳ thuộc vào loại bit nó đại diện +V cho ‘1’ và –V
cho ‘0’.
-NRZ-I: sự đảo mức thế đại diện cho bit ‘1’ .Bit ‘0’ thể hiện bằng mức thế không
đổi. 0 1 0 0 1 1 1 1 0
+V
0
-V
NRZ-L
-V
NRZ-I
Hình 16:Dạng tín hiệu các loại mã
b) Mã RZ
21

Tín hiệu quay về 0 ở 1/2 khoản bit do đó cần 3 giá trị +V ,-V và 0V để biểu diễn .
Ví dụ : cho chuỗi bít 0100110010
0 1 0 0 1 1 0 0 1 0
Hình17:dạng tínhiệu của mã RZ
Các mức chuyển từ âm hoặc dương về zero dùng để đồng bộ .Nhược điểm của RZ là cần
thay đổi hai lần tín hiệu để mã hoá bít do đó yêu cầu độ rộng băng phải lớn .
2.2.3 Biphase
Mã hoá 2 phase là giải pháp tốt nhất cho vấn đề đồng bộ, với phương pháp này tín
hiệu thay đổi giữa khoảng bít nhưng không trở về 0.Khoảng thay đổi giữa khoảng bít này
cho phép đồng bộ .Có hai loại là Manchester và Manchester vi phân .
a) manchester
Sự chuyển mức sử dụng cho cả mục đích đồng bộ và đại diệ bít .Mức chuyển từ âm sang
dương đại diện cho bít ‘1’ và mức chuyển từ dương sang âm đạị diện cho bít ‘0’ dạng tín
hiệu hình 18.
b)manchester vi phân :
Sự đảo chiều khoảg giữa bit sử dụng cho mục đích đồng bộ còn sự chuyển mức đại diện
cho ‘0’ ,không chuyển mức đại diện cho ‘1’ .Dạng tín hiệu hình18
ví dụ : cho cả 2 mã 01001110
22

Khoá luận tốt nghiệp *.*
0 1 0 0 1 1 1
0
+V
0
-V
+V
0
-V
t
Hình18: dạng tín hiệucủa mã biphase
2.2.4 Mã lưỡng cực (bipolar)
Mã này sử dụng 3 mức thế +V .-V và 0V để biểu diễn cho các bít ‘0’ và ‘1’ .Trong đó
mức ‘0’ đại diện cho bít ‘0’ ,mức +V và –V đại diệ cho bít ‘1’ nếu bít ‘1’ đầu là thế âm
-V thì bít ‘1’ sau là thế dương .Sự đảo cực như vậy xen kẽ hau ngay cả khi các bít ‘1’
không xen kẽ nhau.
có 3 loại mã lưỡng cực sử dụng trong truyền thông là AMI,B8ZS,HDB3
a)Mã AMI (alternate mark inversion )
Mã AMI thực chất là tín hiệu RZ trong đó mức thế 0V đại diện cho bít ‘0’ và +V,-V xen
kẽ cho bít ’1’ .Mã này có những ưu điểm sau
+ Thành phần 1 chiều DC +0
+ Khi gặp một chuỗi các logic ‘1’ lien tiếp việc đồng bộ trở nên dễ dàng
+ Độ rộng dải truyền không quá rộng
+ Dể dàng phát hiện lỗi đơn vì nếu mắc một lỗi đơn sẽ vi phạm tính lưỡng cực lần
lượt do đó phát hiện được ngay.
23

Nhược điểm : khi gặp một chuỗi dài các bít ‘0’ liên tiếp sẽ gây khó khăn cho vấn đề
đồng bộ.
vidụ: cho chuỗi bit 01001100011
01 0 0 1 1 0 00 1 1
Hinh19:mã AMI
b) mã B8ZS (Bipolar8 _Zero Substitude – phân biệt 8 số 0 liên tiếp)
Khi xuất hiện liên tiếp lớn hơn hay bằng 8 bít ‘0’ thì có sự cưỡng bức thay đổi tín hiệu
trong chuỗi các bít ‘0’ đó .Sự cưỡng bứcnày phụ thuộc vào cực của bít 1 đứng trước chuỗi
bit ‘0’ này .Chẳng hạn ta gặp một chuỗi 8 bít ‘0’ lien tiếp và cực của bít một đứng trước
như sau . - 0 0 0 0 0 0 0 0
+ 0 0 0 0 0 0 0 0
+ 0 0 0 + - 0 - + - 0 0 0 - + 0 + -
Hình20:sự cưỡng bức khi gặp 8 số không liên tiếp của B8ZS
Thiết bị nhận xem xét các cực xen kẽ để nhận các bít ‘1’ ,khi tìm thấy sự thay đổi hai
cực dương hoặc âm liên tiếp nhau bao quanh bít ‘0’ ,nó nhận rạ sự cưỡng bức là cố ý và
không xem đó là lỗi và tiếp tục tìm cặp cưỡng bức thứ hai .Khi tìm ra cặp lưỡng cực thứ
hai nó biến đổi thành 8 bít ‘0’ và chuyển trở lại mã AMI.
vidụ : cho chuỗi bít 1100000000110000010
24

1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0
Hinh21: Mã B8ZS
c) mã HDB3 (high deity bipolar)
Khi chuỗi dữ liệu nhiều hơn 3 bít ‘0’ liên tiếp thì có sự cưỡng bức thay đổi tín hiệu theo
quy tắc đảo cực xen kẽ việc thay thế 4 bít ‘0‘ liên tiếp bằng 100V hoặc 000V là phụ thuộc
vào số bít 1 sau lần thay thế trước .Nếu số bít 1 sau lần thay thế trước là một số lẻ thì
được thay bằng 000V và ngược lại nếu là một số chẵn được thay bằng 100V .Xung V có
cực tính là ‘+’ hay ‘-‘ tuỳ theo cực tính dương 1 trước đó (xung V được đưa vào vị trí thứ
tư với phân cực như xung một trước đó )
vidụ:Số bít 1 sau lần thay thế trước là một số lẻ
+ 0 0 0 0 - 0 0 0 -
+ 0 0 0 + - 0 0
0 -
Hình 22
vidụ : số bít 1 sau lần thay thế trước là một số chẵn
+ 0 0 0 0 - 0 0
0 0
+ - 0 0 -
Hình23
- +0 0
+
25

• Ưu điểm của mã HDB3 :
Tạo được thông tin định thời cho đầu thu khi đầu vào bộ mã hoá có một chuỗi dài giá trị
‘0’.
• Nhược điểm
khả năng phát hiện sai lầm không bằng mã AMI
không loại bỏ được thành phần một chiều (DC) và thành phần tần số thấp
2.3 Tìm hiểu về sự suy hao tín hiệu trên đường dây:
Thông thường tín hiệu số từ máy phát được phát đi dạng một chuỗi xung đơn theo kiểu
không quay vê không (NRZ) .Tín hiệu như vậy không phù hợp để truyền dẫn ở cự ly xa
.Vì vậy ta thường dử dụng dạng tín hiệu tốt hơn đó là loại tín hiệu lưỡng cực (RZ) .Vì RZ
có các ưu điểm sau.
+Nó không chứa năng lượng ở vùng phổ thấp tức là không có thành phần một
chiều . Điều này gây nên sự đổi cực của các xung do đối đỉnh luân phiên của các xung.
+ Can nhiễu giữa các tín hiệu được giảm đi nhờ đặc tính về không.
Đương nhiên trong quá trình truyền dẫn tín hiệu này cũng bị suy hao ,biến dạng và cộng
thêm tạp âm .Vì vậy ở một vị trí nào đó trên đường truyền tín hiệu phải được phục chế
.Tại đó ta đưa vào một thiết bị ,thiết bị này kiểm tra dãy xung bị biến dạng và xác định giá
trị nhị phân của các xung là 1 hay 0 ,sau đó nó tạo ra và phát trên đường truyền các xung
mới phù hợp với kết quả kiểm tra thiết bị này thường gọi là trạm lặp hình14.
26

máy
phát
mã phát
truyền
mã thu
định thời
gian
bộ tạo
lập
nhận mã
Hình24:các dạng xung trên đường truyền
Vì dãy xung được tạo ra như ban đầu ,tạp âm chèn vào đường truyền cũng bị gạt đi
,hoặc ít nhất biên độ tạp âm cũng không đủ lớn để thiết bị không nhầm cực của mã tín
hiệu nhận được .Thực tế tín hiệu sau khi đã tái tạo giống dạng tín hiệu phát ngay cả khi
qua nhiều trạm lặp . Đó là lý do để hệ thống PCM có chất lượng truyền dẫn cao. Nhưng
khi truyền liên tiếp các chữ bít giống nhau ,chuỗi bít 0 hay chuỗi bit 1 thì dẫn đến tình
trạng rất khó đồng bộ ở đầu thu .Việc truyền các tín hiệu PCM nhị phân tạo từ mức điện
áp 0 và dương tạo ra một tín hiệu đường dây mang năng lượng tín hiệu một chiều đáng kể
.Các biến áp hệ thống truyền thông không kiểm soát nổi thành phần năng lượng này .
Đồng thời thành phần năng lượng một chiều này tạo ra giải tần thấp sẽ làm nhiễu tín hiệu
âm thanh trên các sợi cáp kề nhau.
Do đó việc chuyển đổi mã nhị phân sang mã đường dây là việc rất cần thiết để khắc
phục các hạn chế trên .Có nhiều mã đường dây được đề xuất nó hỗ trợ các mức độ băng
thông khác nhau .Các mã phổ biến như AMI ,B8ZS,HDB3 như ta ngiên cứu ở trên .
2.4 Hệ thống PCM 30 kênh
2.4.1 Cấu trúc khung:
27

Hình 15 trình bày dạng khung chuẩn theo CCITT cho hệ thống PCM 30 kênh .Khung
125µs chứa 32 khe thời gian :30 khe cho tín hiệu thoại ,1 khe cho báo hiệu ,1 khe cho
đồng bộ khung .Các khe thời gian được đánh số từ TS0 đến TS31.TS0 được phân bố cho
tín hiệu đồng bộ khung và điều khiển mạng .TS1 đến TS15 dành cho các kênh thoại từ 1
đến 15 được ký hiệu là Ch1 đến Ch15 .TS16 dùng để mang báo hiệu kênh riêng hoặc báo
hiệu kênh chung (CAS hay CCS ).TS17 đến TS31 cho 15 kênh thoại còn lại ký hiệu là
Ch16 đến Ch30.
Mỗi khe thời gian trong khung chiếm 125µs/32=3,9µs .Mã hoá 8 bít dùng luật A cung
cấp 256 mức đại diện cho các mẫu thoại .Do đó mỗi bít chiếm 3,9µs/8=0,488µs.Tốc độ lý
thuyết của hệ thống PCM là 8Khz.×8 bít × 32Ts =2048Kbps.
Đa khung 2ms
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15
khe thời
gian
các kênh
thoại các kênh
thoại
ch ch ch ch
0 1 2 15 16 17
khung 125µs
0.488µs
ch ch
30 31
1 23 4 567 8
bits
bề rộng xung 0.244µs
1 2 3 4 5 6 78
Báo hiệu:CAS các khung 1- 15 báo hiệu cho kênh 1-30.
Khung 0:từ đồng bộ đa khung
CCS: 8bit tất cả các khung
hình25:Khung PCM 30 kênh
2.4.2-Đồng bộ khung:
28

khung đồng bộ là khe TS0 của PCM 30 kênh .Cách thức mô tả tốt nhất chức năng đồng
bộ khung là xem xét các yêu cầu kết cuối tại đầu thu trong hệ thống PCM .Tại vị trí kết
cuối,một dòng các bít nhị phân được thu với tốc độ 2048Kbps .Tuy nhiên dòng bít nay
không có ý nghĩa trừ khi chúng có thể phân bố vào các khe thời gian 8 bít chính xác ,cho
phép nội dung của mỗi kênh được nhận dạng .Sự phân phối này đạt được bằng cách đầu
cuối trèn vào một mẫu có thể phân biệt được vào trong TS0 để đầu thu ở xa có thể tìm
thấy trong chuỗi bit nhận .Một khi mẫu được phát hiện bít 0 của TS0 có thể được định vị
và suy ra tất cả 255 bít theo sau của khung được nhận dạng ,sau đó đầu cuối thu trong
trạng thái đồng bộ khung với đầu cuối truyền bảng 16 trình bày khuân dạng chuẩn 8 bít
của TS0 trong hệ thống PCM 30 kênh được dùng để vận chuyển mẫu đồng bộ khung
.Tiến trình đồng bộ cần một mẫu bít duy nhất trong TS0.Nó phải ít xuất hiện trong phần
còn lại của khung . Điều này có thể thực hiện bằng cách dùng một mẫu rất dài giả sử 32
bít ,với 8 bít trong mỗi TS0 của các khung liên tiếp ,do đó yêu cầu 4 khung để truyền một
mẫu .Tuy nhiên mẫu càng dài thời gian cần thiết để tìm nó càng lớn và thời gian cho một
hệ thống PCM đồng bộ càng dài .
Vì hệ thống PCM không phục vụ trong suốt thời gian mất đồng bộ khung do đó
thời gian đạt đồng bộ khung phải tối thiểu .Quy định cho hệ thống PCM 30 kênh là một
mẫu 7 bít 00111011 được gọi là tín hiệu đồng bộ khung (FAS frame alignment signal)
được mang trong TS0 của mỗi khung lẻ . Đồng bộ khung đạt được khi tuần tự ‘FAS’được
phát hiện trong 3 khung liên tiếp .
Mất đồng bộ khung được xác định khi 3 khung liên tiếp mà không có FAS . Điều
này tạo sự hài hoà giữa hoạt động tránh đồng bộ khung lại không cần thiết khi tín hiệu
nhận bị suy yếu và hoạt động hiệu chỉnh thời gian trễ không cần thiết khi thực sự mất
đồng bộ khung . Đồng bộ lại được thực hiện bằng cách tìm kiếm liên tục FAS như trình
bày ở trên .Khi đầu cuối thu phát hiện đồng bộ một dấu hiệu cảnh báo được phát hiện
ngược trở lại đầu cuối truyền bằng cách đặt bít 3 của non-FAS từ 0 sang 1 trong TS0
trong liên kết truyền ngược lại .
29

Bảng1:Các phân phối bit cho TS0
Các frame lẻ Các frame chẵn
FAS Non-FAS word
Y0011011 Y1*XXXXX
X:các bít không được phân phối bởi CCITT cho bất cứ chức năng đặc biệt nào mà
thường được đặt là bít 1.
Y: được dùng sử dụng quốc tế thường đặt là 0
*: Thông thường là 0 nhưng được đổi sang 1 khi mất đồng bộ xẩy ra , hoặc xẩy ra các báo
động hệ thống .
2.4.3-Báo hiệu :
Trong hệ thống PCM 30 kênh .Kênh 16 chỉ định riêng cho việc truyền hoặc báo hiệu
kênh chung hoặc báo hiệu kênh riêng cho một nhóm các kênh thoại phụ thuộc .Cần chú ý
rằng các phương pháp báo hiệu này là loại trừ lẫn nhau và không thể dùng phối hợp trên
một hệ thống PCM . Ở phần này ta xem xét chúng trong khuôn khổ của PCM 30 kênh mà
hoạt động của chúng thích hợp chuyển mạch số .
+Báo hiệu kênh liên kết (CAS):trong báo hiệu CAS .TS16 được dùng để chuyển
một đại diện 4 bít của các tín hiệu 10p.ps của tất cả các kênh PCM 30 trong hệ thống
PCM .Trong thời gian của mỗi khung 8 bít của TS16 được gán hai kênh dặc biệt tuỳ
thuộc vào sự lập lịch cố định .Do đó sau 15 khung liên tiếp 4 bít đại diện cho trạng thái
báo hiệu của mỗi kênh trong 30 kênh sẽ được gửi .Sự nhận dạng các kênh TS16 đang
tham chiếu tại bất kỳ thời điểm nào được thực hiện bằng cách xem xét các khung như là
các nhóm 16 hình thành nên một đa khung có khoảng thời gian là 2ms. Sự bắt đấu của đa
khung được chỉ định bằng mẫu đồng bộ đa khung ‘000’ được mang trong TS16 của
khung đầu tiên .Các TS16 của 15 khung còn lại mang báo hiệu cho các kênh .Sự mất
đồng bộ đa khung được phát hiện và cảnh báo đầu xa bằng cách đặt bít thứ 6 của TS16
trong khung thứ nhất của đa khung là 1.
30

Bảng2:Dùng TS16 cho việc truyền báo hiệu kênh CAS
Chỉ số khung sự phân bố bít của TS16
Các bít từ 1-4 Cácbít từ 5-8
0 từ đồng bộ đa khung sự mất đồng bộ đa khung
‘0000’ khung (X*XX)
1 Báo hiệu cho kênh Ch1 Báo hiệu cho Ch16
*: bình thường là 0 nhưng khi mất đồng bộ đa khung thì chuyển sang 1
31

X: Bít không được phân bố một chức năng đặc biệt nào và thường là 1
Trong một kênh đặc biệt mẫu 4 bít giống nhau trong TS16(gọi là ‘ABCD’) được ; ặp
lại đến kit hay đổi trạng thái báo hiệu .
+Báo hiệu kênh chung :Báo hiệu kênh chung (CCS) giữa hai tổng đài được liên kết
bởi các hệ thống truyền dẫn số 2Mbps .TS16 được dùng truyền các thông điệp CCS dưới
dạng chuẩn 8 bít kế tiếp nhau trong các khung liên tiếp .Do đó chuẩn CCS được truyền
với tốc độ 64Kbps.Không có sự xắp xếp đa khung bởi vì không có mối quan hệ giữa nội
dung trong TS16 và các kênh tách biệt khác ngoài ra mỗi thông điệp báo hiệu cho một
nhãn chỉ định kênh nào các tín hiệu này liên hệ .
2.5-Hệ thống PCM 24 kênh(T1)
Hệ thống này có một khung 125µs với 24 khe thời gian 8 bít được phân bố vào 24 kênh
thoại .Tiếng nói được mã hoá vào 8 bít dung luật µ .Các mẫu đồng bộ khung và đồng bộ
đa khung lần lượt được mang bởi một bít đơn ngay tại đầu của mỗi khung chẵn và khung
lẻ .Do đó khung chứa 1+24*8=193 bít .Tốc độ danh nghĩa là 193*8=15544kbps được gọi
tắt là 1,5Mbps.
+Báo hiệu CAS:
Báo hiệu kênh liên kết cho mỗi kênh được truyền trong mỗi 6 khung ,dùng bít có ý nghĩa
nhỏ nhất (LSB bit ) của mỗi khe thời gian tương ứng .Kỹ thuật này gọi là “bít-stealinh”
.Nó có nghĩa là trong các khung 1 đến 5 và 7 đến 11,8 bít mang dữ liệu thoại được mã hoá
mỗi kênh .Trong khi các khung 6 và 12 chỉ có 7 bít mang thông tin thoại .Sự giảm chất
lượng truyền dẫn có thể nhận biết là không đáng kể .Kỹ thuật ‘bit-stealinh’ hỗ trợ khả
năng báo hiệu 1,33khz (đó là 8khz/6) cho mỗi kênh trong khe thời gian của nó .Các bít
báo hiệu cho mỗi kênh trong khung thứ 6 và trong khung thứ 12 lần lượt được gọi là
‘Abít’ và ‘Bbít’.Báo hiệu một chiều DC được đại diện bởi các mẫu AB(2 bít).Giống như
hệ thống PCM 30 kênh,các mẫu chỉ định trạng thái báo hiệu và được lặp lại trong suốt
thời gian của trạng thái .
+Báo hiệu đồng bộ:
Mẫu đồng bộ khung 12 bít được mang ngay tại đầu của mỗi khung lẻ.Tương tự đa khung
gồm một nhóm 12 khung có khoảng thời gian là 1,5ms, được nhận dạng bởi một mẫu
nhận dạng đa khung 12 bít. Được mang trong bít đầu tiên của các khung chẵn .
32

+ Báo hiệu CCS
Vì đa khung không yêu cầu boá hiệu kênh chung ,nên bít đầu tiên của các khung chẵn kế
tiếp nhau được dung để truyền CCS trên một hệ thống T1 . Điều này chỉ hỗ trợ một khả
năng báo hiệu 4kbps.Tuy nhiên hệ thống T1 có thể sửa để cho phép báo hiệu 64 kbps
được chuyển thông suốt . Điều này yêu cầu sự loại bỏ quá trình sử lý ngăn chặn mã zero
theo bít 7 thường cung cấp cho hệ thống T1.Quá trình ngăn chặn có liên quan đến việc đặt
giá trị 1 vào bít thứ 7 cho bất kỳ kênh nào có 8 bít 0 trong một khung.
1 2
Đa khung 15µs
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
các kênh thoại
ch ch ch ch
1 2 23 24
khung 125µs
các khe thời
i
Hình26:Khung PCM 24 kênh
Tín hiệu đồng bộ khung :Một bít trong mỗi khung lẻ
Tín hiệu đồng bộ đa khung một bít trong mỗi khung chẵn (CCS
CAS:một bít trong khe của mỗi khung thứ 6 hay 12
Mặc dù sự thay đổi không thường xuyên này của 7 bít không thể nhận biết được trên
truyền dẫn thoại .,nhưng nó lại cảc trở việc dung các khe thời gian cho việc mang 8 bit dữ
liệu .Do đó hệ thống T1 đôi khi được xem như có các kênh ‘nonlear ’ (không chọn vẹn )
.Với ngăn chặn cần thiết hệ thống T1 có thể mang trong các kênh ‘clear’ của nó không chỉ
báo hiệu CCS 64kbps mà còn mang bất kỳ dòng dữ liệu 64kbps nào khác .hậuquảcủa việc
không ngăn chặn zero ,với giảm nội dung định thời sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động
của kênh ‘clear’ .Hệ thống T1 mang một kênh CCS64kbps và 23 kênh thoại 64kbps.
2.6 So sánh hai hệ thống PCM
Có nhiều sự khác biệt giữa hai hệ thống PCM 30 kênh và PCM 24 kênh .Bên cạnh sựkhác
nhau về số lượng kênh thoại trong mỗi khung và cácluật lượng tử được dùng ,các hệ
33

thống còn dùng các phương vận chuyển báo hiẹu khác nhau về cơ bản .Hệ thống PCM 30
kênh dùng một khe thời gian được chỉ định riêng biệt dưới dạng tập chung cho các báo
hiệu CAS và báo hiệu CCS .Trong khi hệ thống PCM 24 kênh dùng dạng phân tán với kỹ
thuật ‘bit-stealinh’ trong các khe thời gian cho CAS .Báo hiệu CCS trên PCM 24 kênh có
thể được truyền thông qua một kênh độc lập đơn bit hay trong một kênh 8 bít tốc độ
64kbps . Điều quan trọng là các chi tiết này phù hợp khi xem xét các tiến trình chuyển
mạch số trong chương tiếp sau.Dưới đây là một bảng so sánh tóm tắt giữa PCM 30 kênh
và PCM 24 kênh.
Thám số Hệ thống PCM
CCITT CCITT
CEPT Khu vực (T1)
số khe thời gian 8 bít 32 24
số kênh thoại 30 24
số bít mã hoá cho thoại 8 7/8
luật mã hoá A µ
Báo hiệu CAS tập trung trong TS16 4 bít cho mỗi kênh
Báo hiệu CCS Các byte 8 bít trong TS16 Một bít trong mỗi khung
(64 kbps) chẵn (4kbps)
Mẫu đồng bộ khung 7 bít tập chung trong TS0 Một bít phân tán trong
của các khung lẻ các khung lẻ
số bít trong một khung 256 193
tốc đọ bít 2,048 1,544Mbps
Mã đường dây HDB3 hay 4B3T ADI/AMI
2.7 Kỹ thuật mã hoá số khác
34
Bảng 3:So sánh 2 hệ thống PCM

Mặc dù kỹ thuật mã hoá PCM 64 kbps hiện hành ,dùng luật A hoặc luật µ là các phương
pháp được chuẩn hoá quốc tế cho các tổng đài điện thoại kỹ thuật số ,nhưng vẫn còn một
vài phương pháp mã hoá khác được dùng trong các ứng dụng đặc biệt .Các phương pháp
này thực hiẹn mã hoá tiếng nói với tốc độ nhỏ hơn tốc độ 64kbps của PCM ,nhờ đó tận
dụng được khả năng truyền dẫn số .Chắc hẳn các mã hoá tốc độ thấp này bị hạn chế về
chất lượng . đặc biệt là nhiễu và méo tần số .Do đó chúng chỉ dùng các ứng dụng đặc biệt
tthường dùng trong hệ thống mạng tư nhân và quân đội không liên kết với mạng chuyển
mạch công cộng .Sau đây là một số hệ thống mã hoá tiếng nói tốc độ thấp .
+CVSD (continuously variable slope delta modulation )
Kỹ thuật này là một dẫn xuất của điều chế delta ,trong đó một bít đơn được dùng để mã
hoá mỗi mẫu PAM hoặc lớn hơn hoặc nhỏ hơn mẫu trước đó .Vì không bị giới hạn bởi
một từ 8 bít mã hoá có thể hoạt động với tốc độ vào khoảng 20kbps .Nó được dùng rộng
rãi trong mạng quân sự .CVSD cũng được dùng trong việc lưu trữ tiếng nói đã được mã
hoá ở những nơi mà sự tất kiệm bộ nhớ là vấn đề sống còn của hệ thống .
+ADPCM(adative diferential PCM)
Kỹ thuật này là một dẫn xuất PCM chuẩn , ở đó sự khác biệt của các mẫu liên tiếp nhau
được mã hoá ,thay vì các mẫu được mã hoá được truyền trên đường dây .CCITT có đề
nghị một chuẩn ADPCM 32kbps cho mã hoá tiếng nói .Các nghiên cứu đang được tiếp
tục để thiết kế kỹ thuật mã hoá tiếng nói có thể chấp nhận được với tốc độ 16kbps.Tuy
nhiên thực tế cho thấy rằng sự hiện diện rộng khắp của các kênh 64kbps trong cả truyền
dẫn số và chuyển mạch số trên toàn thế giới tạo tiêu chuẩn PCM tiếp tục chiếm ưu thế
trong một tương lai gần .Vấn đề khả quan hơn khi mà mã hoá tiếng nói tốc độ thấp trở
nên rẻ tiền và chất lượng được cải thiện .
Tóm lại cần lưu ý rằng chuẩn PCM 30 kênh dựa trên yêu cầu của một mạng tương
analog và digital hỗn hợp .Khi mạng này có hàm lượng số nhiều hơn số bộ chuyển đổi
A/D gặp phải trong các cuộc nối sẽ được giảm xuống và tối thiểu yêu cầu với chuẩn PCM
64kbps .Do đó một khi dấu vết của tương tự bị xoá sạch ,thì đến lượt các kỹ thuật mã hoá
tốc độ thấp có thể được triển khai cùng với hiêu quả kinh tế cao.
2.8-Các hệ thống truyền dẫn số mức cao:
35

Các hệ thống PCM có thể lại được ghép kênh trên các hệ thống truyền dẫn số mức cao
.CCITT dã số mức cao.CCITT đã định nghĩa một phân cấp số dựa trên khối 2Mbps của
PCM 30 kênh ,giống như phân cấp analog FDM nhóm 12 kênh 48khz đã có .Bảng dưới
đây tóm tắt các đặc điểm của mỗi mức bao gồm kênh 64kbps.
bảng4:Phân cấp truyền dẫn số TDM của CCITT
Mức tốc độ danh dunglượng Các hệ thống truyền dẫn
định Mbps kênh
64kbps
1 2,048(2)* 30 Cáp đối xứng,cáp đồng được bảo
vệ,viba
2 8,448(8) 120 Cáp đồng được bảo vệ,cáp quang,viba
3 34,386(34) 480 Cáp đồng trục,cáp quang,viba
4 139,264(140) 1960 Vi ba cáp ,cáp đồng trục, cáp quang
5 563.992**(565) 7840 Cáp quang
*Các số trong ngoặc là số thường gọi cho thuận tiện
** không phải là chuẩn
Cho đến nay hầu hết các tổng đài kỹ thuật số kết cuối các hệ thống đường truyền số chỉ
với mức tốc độ 2Mbps hay 1,5Mbps.Tuy nhiên một vài hệ thống chuyển mạch số cũng
kết cuối các đường 8Mbps một cách trực tiếp , điều này đề ra một biện pháp tiết kiệm giá
thành truyền dẫn bằng cách loại bỏ các bộ ghép kênh từ 2 đến 8Mbps .Nhiều ý kiến cho
rằng các tổng đài trong tương lai sẽ cung cấp nhiều cổng cho các hệ thống truyền dẫn số
tốc độ cao hơn nhằm hỗ trợ khả năng tất kiệm của mạng .
2.9-Các phương pháp chèn dữ liệu trong
TDM a)TDM đồng bộ:
36

Phân phối cùng khe thời gian tới mỗi thiết bị trong tất cả các lần ,ví dụ khe thời gian A
phân cho thiết bị A nó không sử dụng cho bất kỳ thiết bị nào khác đến khe thời gian của
mình mà thiết bị không có dữ liệu thì khe bổ trống.
Các ke TS được nhóm lại thành các khung còn chứa thêm các bít khung.Nếu có N thiết
bị vào thì mỗi khung có ít nhất N TS,mỗi TS được chèn dữ liệu cho mỗi thiết bị vào .Nếu
các thiết bị vào có cùng tốc độ dữ liệu thì mỗi thiết bị sẽ có một TS trên khung.
Cách chèn dữ liệu như sau
A6 A5 A4 A3 A2 A1
B3 B2 B1
C4 C3 C2 C1
D5 D4 D3 D2 D1
A6 D5 A5 D4 C4 A4
D3 C3 B3 A3 D2 C2 B2 A2 D1 C1 B1 A1
Hình27: ghép kênh TDM đồng bộ
Khi chuyển mạch của thiết bị ,thiết bị sẽ gửi dữ lịêu vào đường truyền dẫn ,chuyển mạch
sẽ chuyển từ thiết bị này sang thiết bị khác theo một trật tự nhất định với tốc độ không đổi
.Thiết bị có thể mỗi lần gửi một bít ,1 byte hpặc một số byte bất kỳ ,kích thước của các bít
không thay đổi trong mỗi lần chèn , đến nơi nhận phân kênh sẽ phân chia mỗi khung bằng
cách loại bỏ các bít khung và sắp xếp lại các bít đã nhận được .Các bít khung là các bít
được chèn thêm vào để DMUX nhận biết các khung (do thứ tự của TS giống nhau) được
gửi đến thiết bị vài.
Đối với kỹ thuật này các tốc độ bít vào không đều nhau nếu thiết bị này có tốc độ lớn
hơn thiết bị kia một số nguyên lần thì có thể phân phối cho thiết bị nhanh hơn số nguyên
lần các TS trong một khung.Khi tốc độ của thiết bị không là bội nguyên của nhau phải
dùng đến kỹ thuật nhồi bít để tốc độ tương đối giữa các bít là bội nguyên lần của nhau.
*Trường hợp các thiết bị vào có cùng tốc độ:
37

Trong trường hợp này hợp kênh như bộ chuyển mạch lần lượt từ kênh này đến kênh
khác ,với dung lượng lớn và tốc độ cao cỡ vài G bít/s .Những bộ ghép kênh này ta sử lý
song song để tối ưu hoá số lượng công việc dẫn đến đạt được tốc độ cao ở lối ra cách
ghép như sau : Đầu tiên ghép xung đồng bộ sau đó ghép bít thứ nhất của từ mã thứ nhất
của luồng bít thứ nhất ,bít thứ nhất của từ mã thứ nhất của luồng bít thứ hai , bít thứ nhất
của từ mã thứ nhất của luồng bít thứ 3, bít thứ nhất của từ mã thứ nhất của luồng bít thứ
4.C ứ lần lượt như vậy đến bít thứ hai cho đến hết theo chu trình .125µs đến chu trình sau
ta lại ghép xung đồng bộ trước .Tốc độ luồng bằng tốc độ của các luồng khác vào .Hình
vẽ sau đây mô tả quá trình trên .
A1 A2 A3 A4
B1 B2 B3 B4
A1 B1 C1 D1
C1 C2 C3 C4
A4 B4 C4 D4 FAM
FAM :frame Aligment word
D1 D2 D3 D4
Hình28: ghép kênh TDM khi các luồng dữ liệu vào có cùng tốc dộ
b)TDM không đồng bộ :
Sử dụng giao thức giữa các node Mux ,tập chung dữ liệu và cung cấp những phương tiện
phát hiện và khôi phục lỗi .Giao thức cố định được chọn là cơ số HDLC (high level data
link control ) với kỹ thuật số này số TS có thể nhỏ hơn số đường vào ,phương pháp này
được bổ trợ nhiều thiết bị truyền thông hơn .Số TS trong TDM không đồng bộ dựa vào
phân tích thống kê vào ,các TS không đồng bộ được ấn định trước mà có thể dùng bất kỳ
thiết bị có dữ liệu nào .Hợp kênh quét các đường vào dữ liệu cho đến lúc khung đầy nếu
không đủ dữ liệu để đầy khung thì chuyển sang các kênh khác cho đến lúc đầy mới thôi.
38

1 AAAAAA
2
3 CCCC
4
5 EEEE
M
U
X
A A E C A E C A
có 3 đường vào dữ liệu
Hình 29
E C A E C A
Với kỹ thuật này khi khung truyền đến Demux cũng phải cần địa chỉ va tiêu đề để biết
cần truyền tới thiết bị nào .Ngoài ra các TS có độ dài khác nhau ,tốc độ khác nhau .Vậy
MUX cấp cho những thiết bị có TS dài hơn và điều khiển các TS dài cần phải bổ xung
vào các bít điều khiển ở đầu mỗi TS để báo độ dài của khung đang truyền tới .
• Trường hợp ghép TDM đối với các luồng vào không cùng tốc độ
Thực tế các bộ ghép kênh với lối vào cố định được dành riêng cho lối vào tốc độ thấp
(2M/s) .Nhưng hiện nay các bộ ghép kênh tốc độ cao với các lối ra có tốc độ lớn hơn
100Mb/s có khả năng xử lý các lối vào hỗn hợp .
A1 A2A3 A4
B1 B2
C1 C2
D1
A1 B1 A2 C1 A3 B2 A4 C2 D1 FAW
Hình30:TDM chèn bít với các tốc độ lối vào khác nhau
c)TDM ghép chèn byte hoặc từ (byte or word interleaved TDM).
Cách ghép như sau đầu tiên ghép xung đồng bộ sau đó ghép từ mã thứ nhất của luồng thứ
nhất ,từ mã thứ nhất của luồng thứ hai ,từ mã thứ nhất của luồng thứ 3, ,từ mã thứ nhất
của luồng thứ 4,từ mã thứ 2 của luồng thứ nhất ……...lần lượt cho đến hết.
Ví dụ: có 4 dòng số ABCD có tốc độ bít là v,mỗi từ mã của một dòng chiếm thời gian
là t.
39

Khoá luận tốt nghiệp
a1 a8
b1 b8
c1 c8
d1 d8
*.* Ngô Ngọc Lượng
A B C D
a1…a8 b1…b8 c1….c8 d1….d8
Hình31:sơ đồ TDM ghép kênh
Với phương pháp này ta được từ mã tốc độ 4v, mỗi mã chiếm khoảng thời gian Tf/4 .Dữ
liệu vào được tích luỹ ở tốc độ thấp trong bộ đệm khi hoàn thành một từ được nhận nó sẽ
chuyển đổi song song tới thanh ghi và được đọc ra với tốc độ cao dưới dạng 1 TS
.Ghép từ thuận tiện cho quá trình sử dụng nhưng phức tạp cần phải đồng bộ cho từng từ
mã ,từng bít .
40

CHƯƠNG 3
KỸ THUẬT GHÉP,PHÂN KÊNH 4 ĐƯỜNG VÀO
3.1 Hợp kênh 4 đường vào dữ liệu
Thứ nhất ta nhận xét là ,các đường vào của bộ hợp kênh gồm 2 loại .Các đường vào dữ
liệu va các đường vào điều khiển chộn kênh .Nếu số lối vào dữ liệu là n đường thì số lối
vào điều khiển tối thiểu là
S=log2
Tuỳ theo tổ hợp các giá trị ở lối vào điều khiển chọn kênh mà lối ra được nối với lối
vào tương ứng. Ở đây ta chỉ ngiên cứu trường hợp bộ hợp kênh có 4 đường vào dữ liệu là
D0,D1,D2,D3 và hai đường vào điều khiển A,B lối ra ký hiệu là Y.Sơ đồ khối mô tả chức
năng hoạt động của bộ hợp kênh 4 lối vào dữ liệu ,một đường ra dữ liệu được trình bày
như hình 22 dưới đây.
D0
D1
D2
D3
A B
Hình32:hợp kênh 4 đờng vào
Bảng chân lý của bộ hợp kênh 4 đường vào.một lối ra và hai đường điều khiển
41

bảng 5:Bảng chân lý hợp kênh 4 đường vào
dữ liệu lối vào B A Y
D0 0 0 D0
D1 0 1 D1
D2 1 0 D2
D3 1 1 D3
Từ bảng chân lý ta có thể tìm được phương trình logic của bộ hợp kênh này
Y = (1)
ABD0 + ABD1 + ABD2 + ABD3
Phương trình (1) giải thích như sau.Từ t0 đến t1 địa chỉ BA =00 hay tích ABD0=D0 thì
D0 được truyền nghĩa là trên đường dây tồn tại duy nhất một kênh được ghép vá địa chỉ
của nó BA.tương tự từ t1 đến t2 với địa chỉ 01 thì trên đường dây chỉ có D1,từ t2 đến t3
với địa chỉ 10 D2.từ t3 đến t4 với 11 D3.Hết một chu kỳ địa chỉ quá trình lặp lại.Sơ đồ
logic bộ hợp kênh trình bày trên hình 33 dưới đây.
D0 U1A
D1 U1B
U4A
Y
D2 U1C
D3 U2A
B U3A
hình 23:sơ đồ logic của bộ hợp kênh
A U3B
42

Nhân xét :sơ đồ hinh23 sẽ chở thành bộ giải mã địa chỉ nếu ta cắt bỏ lối vào Dn và cổng
or ở lối ra .Nói khác đi bộ chọn địa chỉ nhị phân là thành phần cốt yếu của bộ ghép kênh
*.*Mở rộng dung lượng bộ ghép kênh
Khi tăng số lối vào địa chỉ A ,dùng lượng bộ ghép kênh sẽ tăng lên .Tuy nhiên vì những
lý do kĩ thuật và công nghệ ,việc làm này không được xem là giải pháp hợp lý .
A0÷A3
A4 K16÷K31
U2A
Y2
Y1
U1A
Hình34 :Mở rộng dùng lượng của kênh
Hình 24 là một ví dụ về việc sử dụng bộ ghép 16 kênh để mở rộng thành 32 kênh.So với
việc mở rộng dùng lượng địa chỉ việc mở rộng dùng lượng kênh chỉ có hai điểm khác .
Đó là sự có mặt các lối vào và lối ra của hai bộ ghép kênh thành phần được cộng lại với
nhau.Với sơ đồ trên Kn là các lối vào dữ liệu và An là các lối vào điều khiển.,Y0,Y1 là
các lối ra.
Dùng lượng kênh có thể tăng theo mong muốn bằng cách ghép nhiều tầng.Hình
dưới đây là ví dụ về ghép hai tầng để tăng dung lượng từ 8 đến 64 kênh .Phương pháp này
đòi hỏi số địa chỉ của mỗi tầng là như nhau.
43

LUẬN VĂN - Thiết kế và lắp ráp thực nghiệm ghép kênh phân chia theo thời gian trong truyền dẫn số.doc

LUẬN VĂN - Thiết kế và lắp ráp thực nghiệm ghép kênh phân chia theo thời gian trong truyền dẫn số.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to LUẬN VĂN - Thiết kế và lắp ráp thực nghiệm ghép kênh phân chia theo thời gian trong truyền dẫn số.doc

Similar to LUẬN VĂN - Thiết kế và lắp ráp thực nghiệm ghép kênh phân chia theo thời gian trong truyền dẫn số.doc (20)

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

LUẬN VĂN - Thiết kế và lắp ráp thực nghiệm ghép kênh phân chia theo thời gian trong truyền dẫn số.doc