Đang tải... (xem toàn văn)
sẽ phân tích cụ thể về kỹ thuật ghép kênh trong hệ thống thông tin số.sẽ phân tích cụ thể về kỹ thuật ghép kênh trong hệ thống thông tin số.sẽ phân tích cụ thể về kỹ thuật ghép kênh trong hệ thống thông tin số.sẽ phân tích cụ thể về kỹ thuật ghép kênh trong hệ thống thông tin số.
LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới thầy cô giáo trường Đại học Hàng Hải Việt Nam nói chung thầy cô giáo khoa Điện-Điện tử nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Đình Thạch, thầy tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với thầy, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho em trình học tập công tác sau Sau xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè động viên, đóng góp ý kiến giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu hoàn thành đồ án tốt nghiệp i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan : Những nội dung luận văn thực hướng dẫn thầy Nguyễn Đình Thạch Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Sinh viên Phạm Thị Thu Phương ii MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU Đồ án duới phân tích cụ thể kỹ thuật ghép kênh hệ thống thông tin số CHƯƠNG CƠ SỞ KỸ THUẬT GHÉP KÊNH SỐ 1.2.1 Khái quát trình số hoá tín hiệu liên tục 1.2.2 Phương pháp mã hoá dạng sóng .3 1.3.1 Nguyên tắc điều chế xung mã tín hiệu thoại liên tục 1.3.2 Mã hoá tín hiệu nhóm kênh thoại sử dụng PCM 1.4.1 Nguyên lý ghép kênh theo thời gian 1.4.2 Vấn đề đồng ghép kênh số CHƯƠNG GHÉP KÊNH KHÔNG ĐỒNG BỘ VÀ CẬN ĐỒNG BỘ .8 2.1.1 Khái quát 2.1.2 Ghép kênh sơ cấp hệ Mỹ - Nhật .8 2.1.3 Ghép kênh PCM sơ cấp 30 kênh hệ Châu Âu .10 2.1.4 Ghép nhánh số liệu lên tốc độ sơ cấp .12 2.2.1 Kỹ thuật ghép kênh số hệ thống PDH 15 2.2.2 Hệ thống ghép kênh PDH theo tiêu chuẩn Châu Âu .17 2.2.5 Ghép kênh cấp theo tiêu chuẩn Mỹ - Nhật thực tế 19 2.2.6 Ghép kênh cấp theo tiêu chuẩn Châu Âu thực tế 20 2.2.7 Kỹ thuật chèn xung ghép kênh cấp 21 2.3.1 Bộ ghép cấp 44736 Kbps 32064 Kbps Mỹ Nhật Bản 24 2.3.2 Bộ ghép cấp Nhật Bản 97728 Kbps .26 2.3.3 Bộ ghép cấp ba theo chuẩn Châu Âu 34368 Kbps 27 2.3.4 Ghép kênh cấp bốn theo tiêu chuẩn Châu Âu 139264 Kbps 28 2.3.5 Ghép kênh cấp 565 Mbps 30 CHƯƠNG 33 GHÉP KÊNH ĐỒNG BỘ .33 3.1.1 Các khái niệm hệ thống phân cấp số đồng SDH .33 3.1.2 Cấu trúc ghép kênh SDH 35 3.1.3 Cơ chế ghép tải trọng cấu trúc SDH 37 3.1.4 Các thông tin phụ trợ khung tín hiệu SDH 39 3.2.1 Ghép nhánh thành VC-4 40 3.2.2 Ghép nhánh thành VC-3 45 3.2.3 Ghép nhánh thành VC-2 47 3.2.4 Ghép nhánh thành VC-12 .50 3.3.1 Tạo luồng STM-1 sử dụng AU-4 51 3.3.2 Ghép nhánh AU-3 thành luồng STM-1 53 3.4.1 Nguyên lý ghép theo nhóm byte 54 3.4.2 Ghép bốn luồng STM-1 thành luồng STM-4 .55 KẾT LUẬN .57 iii iv MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN SDH : Synchronuos Digital Hierarchy – Hệ thống thông tin đồng ISDN: Broadband Intergrated Services Digital Network - Mạng số đa dịch vụ băng rộng CRC : Cycle Redundancy Check - kiểm tra độ dư chu trình CRC VC : Virtual container – Container ảo POH : Path OverHead - đoạn mào đầu đường AU : Administrative Unit - Đơn vị quản trị MS : multiplexing section - lớp đoạn tách ghép kênh TU : Tributary Unit - Đơn vị nhánh SOH : Section OverHead- Đoạn mào đầu AU :AU Pointer- Con trỏ v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ LỜI NÓI ĐẦU Đồ án duới phân tích cụ thể kỹ thuật ghép kênh hệ thống thông tin số CHƯƠNG CƠ SỞ KỸ THUẬT GHÉP KÊNH SỐ 1.1 Mô hình hệ thống thông tin số .2 1.1 Mô hình hệ thống thông tin số .2 1.2 Số hoá tín hiệu liên tục kênh truyền dẫn số 1.2 Số hoá tín hiệu liên tục kênh truyền dẫn số 1.2.1 Khái quát trình số hoá tín hiệu liên tục 1.2.2 Phương pháp mã hoá dạng sóng .3 1.3 Điều chế xung mã (PCM) 1.3 Điều chế xung mã (PCM) 1.3.1 Nguyên tắc điều chế xung mã tín hiệu thoại liên tục 1.3.2 Mã hoá tín hiệu nhóm kênh thoại sử dụng PCM 1.4 Ghép kênh hệ thống thông tin số 1.4 Ghép kênh hệ thống thông tin số 1.4.1 Nguyên lý ghép kênh theo thời gian 1.4.2 Vấn đề đồng ghép kênh số CHƯƠNG GHÉP KÊNH KHÔNG ĐỒNG BỘ VÀ CẬN ĐỒNG BỘ .8 2.1 Ghép kênh sơ cấp 2.1 Ghép kênh sơ cấp 2.1.1 Khái quát 2.1.2 Ghép kênh sơ cấp hệ Mỹ - Nhật .8 2.1.3 Ghép kênh PCM sơ cấp 30 kênh hệ Châu Âu .10 2.1.4 Ghép nhánh số liệu lên tốc độ sơ cấp .12 2.2 Ghép kênh số hệ thống phân cấp số cận đồng PDH 15 2.2 Ghép kênh số hệ thống phân cấp số cận đồng PDH 15 2.2.1 Kỹ thuật ghép kênh số hệ thống PDH 15 2.2.2 Hệ thống ghép kênh PDH theo tiêu chuẩn Châu Âu .17 2.2.5 Ghép kênh cấp theo tiêu chuẩn Mỹ - Nhật thực tế 19 2.2.6 Ghép kênh cấp theo tiêu chuẩn Châu Âu thực tế 20 2.2.7 Kỹ thuật chèn xung ghép kênh cấp 21 2.3 Ghép kênh bậc cao hệ thống ghép kênh không đồng 24 2.3 Ghép kênh bậc cao hệ thống ghép kênh không đồng 24 2.3.1 Bộ ghép cấp 44736 Kbps 32064 Kbps Mỹ Nhật Bản 24 2.3.2 Bộ ghép cấp Nhật Bản 97728 Kbps .26 2.3.3 Bộ ghép cấp ba theo chuẩn Châu Âu 34368 Kbps 27 2.3.4 Ghép kênh cấp bốn theo tiêu chuẩn Châu Âu 139264 Kbps 28 2.3.5 Ghép kênh cấp 565 Mbps 30 2.4 Các hạn chế hệ thống ghép kênh không đồng 31 2.4 Các hạn chế hệ thống ghép kênh không đồng 31 CHƯƠNG 33 GHÉP KÊNH ĐỒNG BỘ .33 3.1 Kỹ thuật ghép kênh số hệ thống thông tin số đồng SDH (SDH: Synchronuos Digital Hierarchy) .33 3.1 Kỹ thuật ghép kênh số hệ thống thông tin số đồng SDH (SDH: Synchronuos Digital Hierarchy) .33 vi 3.1.1 Các khái niệm hệ thống phân cấp số đồng SDH .33 3.1.2 Cấu trúc ghép kênh SDH 35 3.1.3 Cơ chế ghép tải trọng cấu trúc SDH 37 3.1.4 Các thông tin phụ trợ khung tín hiệu SDH 39 3.2 Kỹ thuật ghép luồng số thành VC hệ thống SDH 40 3.2 Kỹ thuật ghép luồng số thành VC hệ thống SDH 40 3.2.1 Ghép nhánh thành VC-4 40 3.2.2 Ghép nhánh thành VC-3 45 3.2.3 Ghép nhánh thành VC-2 47 3.2.4 Ghép nhánh thành VC-12 .50 3.3 Kỹ thuật ghép luồng nhánh thành luồng STM-1 51 3.3 Kỹ thuật ghép luồng nhánh thành luồng STM-1 51 3.3.1 Tạo luồng STM-1 sử dụng AU-4 51 3.3.2 Ghép nhánh AU-3 thành luồng STM-1 53 3.4 Ghép luồng STM-1 vào luồng STM-N 54 3.4 Ghép luồng STM-1 vào luồng STM-N 54 3.4.1 Nguyên lý ghép theo nhóm byte 54 3.4.2 Ghép bốn luồng STM-1 thành luồng STM-4 .55 3.5 Các đặc điểm ghép kênh đồng hệ thống SDH 56 3.5 Các đặc điểm ghép kênh đồng hệ thống SDH 56 KẾT LUẬN .57 vii LỜI NÓI ĐẦU Ghép kênh tín hiệu số lĩnh vực quan trọng Khởi đầu ghép kênh tín hiệu số điều xung mã (PCM) điều chế Delta (DM), PCM sử dụng rộng rãi Từ PCM, nhà chế tạo thiết bị viễn thông cho đời thiết bị ghép kênh cận đồng bộ( PDH) sau thiết bị ghép kênh đồng (SDH) Mạng thông tin quang SDH mở giai đoạn công nghệ truyền thông nhằm đáp ứng nhu cầu tăng trưởng nhanh dịch vụ viễn thông, đặc biệt dịch vụ Internet Đồ án duới phân tích cụ thể kỹ thuật ghép kênh hệ thống thông tin số CHƯƠNG CƠ SỞ KỸ THUẬT GHÉP KÊNH SỐ 1.1 Mô hình hệ thống thông tin số Xét hệ thống thông tin số đơn giản có sơ đồ khối biểu diễn hình 1.1 Gồm khối phân loại theo nhiệm vụ sau [V1]: - Biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số - Tập hợp tín hiệu số từ nguồn khác thành tín hiệu băng gốc - Xử lý tín hiệu băng gốc để truyền kênh thông tin - Truyền tín hiệu băng gốc kênh thông tin - Thu tín hiệu băng gốc từ kênh thông tin - Xử lý tín hiệu băng gốc thu để phân chia thành nguồn khác tương ứng - Biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự tương ứng FDM Codec Codec Tín hiệu tương tự Mã hoá Ghép kênh số Điều chế số Kênh thông tin Giải điều chế số Tách kênh số Giải mã Các nguồn số khác FDM Tương tự Luồng số Hình 1.1: Sơ đồ khối hệ thống thông tin số Các tín hiệu đưa vào ghép kênh số tập hợp từ nguồn khác nhau, nguồn tín hiệu điều tần sau qua giải mã, tín hiệu tương tự (âm thanh, số liệu…) nguồn số khác Quá trình biến đổi, mã hoá tín hiệu tương tự thành tín hiệu số sử dụng sơ đồ điều chế [V3]: - Điều chế xung mã PCM - Điều chế xung mã logarit (logPCM) - Điều chế xung mã vi sai (DPCM) - Điều chế xung mã vi sai tự thích nghi (ADPCM) - Điều chế Delta (DM) - Điều chế Delta tự thích nghi (ADM) - Mã hoá dự đoán tuyến tính (LPC) - ……………… 1.2 Số hoá tín hiệu liên tục kênh truyền dẫn số 1.2.1 Khái quát trình số hoá tín hiệu liên tục Có phương pháp mã hoá nguồn sử dụng [V1]: - Mã hoá dạng sóng: Sử dụng rộng rãi lĩnh vực dân sinh với dạng tiêu biểu điều chế xung mã PCM - Mã hoá nguồn phát thanh: Cho hiệu phổ tần cao hệ thống tương đối phức tạp, thường sử dụng cho mục đích quân - Mã hoá lai: Kết hợp hai phương pháp 1.2.2 Phương pháp mã hoá dạng sóng Cơ sở phương pháp định lý lấy mẫu [V1]: Xét tín hiệu S(t) có biến đổi Furie S(f) gọi có băng tần hạn chế S(f) = với |f| > W (W tần số lớn chứa S(t)) Khi S(t) biểu diễn giá trị mẫu S(t) với tốc độ lấy mẫu f s ≥ 2.W giây Như vậy, S(t) biểu diễn qua công thức: n ) n W ) S(t)= ∑ S ( n h.W n = −∞ 2π W (1 − ) 2.W ∞ sin 2π W (1 − (1.1) Với {S(n/2w)} giá trị mẫu S(t) thời điểm lấy mẫu = t n , có nhờ nhân S(t) với tín hiệu lấy mẫu chuỗi xung Dirac 2.W VC-32 N0A VC-32 N0B VC-32 N0C A B C A B 259 260 261 C hàng 261 cột VC-4 POH độn PTR PTR PTR N0A N0B N0C Ghi chú: PTR = TU-32 PTR Hình 3.15: Ghép TU-32 thành VC-4 e Ghép TU-31 thành VC-4 Muốn tạo khung tín hiệu VC-4 cần sử dụng bốn TU-31 Hình 2.45 mô tả trình ghép VC-31 thành VC-4 Mỗi TU-31 gồm TU-31 PTR tải trọng VC-31 kèm Bốn VC-31 ký hiệu A, B, C, D trỏ VC-31 ghép lên khung VC-4 sau: Khung VC-4 gồm dòng, 261 cột Trong cột thứ VC-4 POH Các cột thứ 2, 3, gồm phần: byte đầu cột byte trỏ tương ứng với tải trọng VC-31 Các cột lại từ đến 161 cột tải trọng VC-31 Cách ghép cột hoàn toàn tương tự với ghép VC-32 thành VC-4 44 VC-31 N0A VC-31 N0B VC-31 N0C VC-31 N0D A B C D A 258 259 260 261 B C D hàng 261 cột VC-4 PTR PTR PTR PTR POH N0A N0B N0C N0D Ghi chú: PTR = TU-31 PTR Hình 3,16: Ghép TU-31 thành VC-4 3.2.2 Ghép nhánh thành VC-3 a Ghép nhánh thành VC-32 - Nhánh cận đồng 44,736 Mbps Cách ghép nhánh cận đồng 44,736 Mbps thành VC-32 minh hoạ hình 2.46 POH 8R 8R RRC 8R CCRRRRRR 8R CCRROORS Cấu trúc VC-32 bao gồm phân khung, phân khung có byte 85 byte 125 µs Hình 3.17: Ghép nhánh 44 Mbps thành VC-32 VC-3 POH, 621 bit số liệu nhóm bit điều khiển chèn, bit chèn 45 bit OH Các bit lại (R) bit độn cố định - Ghép TUG-21 thành VC-32 • Ghép TU-1 TU-2 thành TUG-21 Để tạo thành TUG-21 cần bốn TU-11 ba TU-12 hay TU-21 Cách ghép TU-11, TU-12, TU-21 thành TUG-21 minh hoạ hình 2.47 • Ghép TUG-21 thành VC-32 Cứ TUG-21 tạo VC-32 có 85 cột dòng Cấu trúc VC-32 trường hợp gồm cột POH, 84 cột lại tải trọng TUG-21 Cách xếp tải trọng TUG-21 vào VC-32 minh hoạ hình 2.47 b Ghép nhánh thành VC-31 - Nhánh cận đồng 34368 kbps J1 B3 C2 G3 F2 T1 dòng T2 dòng H4 * R * R * R * R * R R - + Byte T3 byte R 64 byte a) 15 15 15 15 dòng 125 µs Ghi chú: (*): RRRRRRC1C2 (-): RRRRRRRS1 (+): S21111111 b) Hình 3.18: Ghép nhánh 34 Mbps thành VC-31: cấu trúc khung VC-31 (a) cấu trúc phần mang tin (b) 46 Hình 2.48 minh hoạ cấu trúc khung tín hiệu VC-31 từ nhánh 34 Mbps - Ghép TUG-22 thành VC-31 Hình 2.49 minh hoạ cách ghép bốn TUG-22 thành VC-31 16 -22 16 N04 N02 4 4 TUG 5 N01 16 TU-22 TU-12 TU-11 N03 4 4 101112131415 62 63 64 65 POH VC-31 Hình 3.19: Ghép TU-1 TU-2 thành VC-31 - Ghép TUG-21 thành VC-31 12 -21 12 N05 N02 3 3 TUG 4 N01 12 TU-21 TU-12 TU-11 N3 5 5 5 10 11 12 13 17 18 19 33 34 35 .49 50 51 61 62 63 64 65 POH VC-32 Hình 3.20: Ghép TU-1 TU-2 thành TUG-21 VC-31 3.2.3 Ghép nhánh thành VC-2 a Ghép nhánh thành VC-22 - Nhánh cận đồng 8448 kbps 47 Có thể ghép nhánh tín hiệu cận đồng 8448 kbps vào khung VC-22 hình 3.11 V5 R R R R R R R R R R R R R R R (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I R R R R R R R R R R R R R R R R (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I IIIIIIII C1C2RRRRRR C1C2RRRRRR C1C2RRRRRS1 IIIIIIII C1C2RRRRRR C1C2RRRRRR C1C2RRRRRS1 IIIIIIII C1C2RRRRRR C1C2RRRRRR C1C2RRRRRS1 IIIIIIII C1C2RRRRRR C1C2RRRRRR C1C2RRRRRS1 S2I I I I I I I S2I I I I I I I S2I I I I I I I S2I I I I I I I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (9x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (9x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (9x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (9x8)I 125µs 250µs 375µs 500µs Hình 3.21: Ghép nhánh 8448 kbps không đồng thành VC-22 - Ghép tín hiệu đồng 8448 kbps thành VC-22 Cấu trúc khung VC-22 trường hợp mô tả hình 3.12 V5 R R R R R R R R R R R R R R R (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I R R R R R R R R R R R R R R R R (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I (11x8)I IIIIIIII 10RRRRRR 10RRRRRR 10RRRRRR IIIIIIII 10RRRRRR 10RRRRRR 10RRRRRR IIIIIIII 10RRRRRR 10RRRRRR 10RRRRRR IIIIIIII 10RRRRRR 10RRRRRR 10RRRRRR (11x8)I (11x8)I (11x8)I (10x8)I 125µs (11x8)I (11x8)I (11x8)I (10x8)I 250µs (11x8)I (11x8)I (11x8)I (10x8)I 375µs (11x8)I (11x8)I (11x8)I (10x8)I 500µs Hình 3.22: Ghép nhánh 8448 kbps đồng thành VC-22 48 b Ghép nhánh thành VC-21 - Ghép nhánh cận đồng 6312 kbps vào VC-21 Tín hiệu nhánh 6312 kbps ghép thành VC-21 có cấu trúc đa khung hình 3.13 V5 RRRRRRRR IIIIIIII RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR IIIIIIII RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR IIIIIIII RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR IIIIIIII RRRRRRRR IIIIIIIR C1C20000IR C1C20000IR C1C2I I I S1S2R IIIIIIIR C1C20000IR C1C20000IR C1C2I I I S1S2R IIIIIIIR C1C20000IR C1C20000IR C1C2I I I S1S2R IIIIIIIR C1C20000IR C1C20000IR C1C2I I I S1S2R (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR 125µs RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR 250µs RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR 375µs RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR 500µs Hình 3.23: Ghép nhánh cận đồng 6312 kbps vào VC-21 - Ghép nhánh đồng 6312 kbps vào VC-21 V5 RRRRRRRR IIIIIIII RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR IIIIIIII RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR IIIIIIII RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR IIIIIIII RRRRRRRR IIIIIIIR 100000IR 100000IR 10I I IRIR IIIIIIIR 100000IR 100000IR 10I I IRIR IIIIIIIR 100000IR 100000IR 10I I IRIR IIIIIIIR 100000IR 100000IR 10I I IRIR (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I (24x8)I RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR 125µs RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR 250µs RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR 375µs RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR 500µs Hình 3.24: Ghép nhánh đồng 6312 kbps vào VC-21 49 3.2.4 Ghép nhánh thành VC-12 a Ghép nhánh cận đồng 2048 kbps Luồng số cận đồng 2048 kbps ghép vào VC-12 minh hoạ hình 3.15a V5 P1P0RRRRRR R* Kênh đến 15 Multiframe signment signal Kênh 16 đến 30 R R P1P0RRRRRR R* Kênh đến 15 Multiframe signment signal Kênh 16 đến 30 R R P1P0RRRRRR R* Kênh đến 15 Multiframe signment signal Kênh 16 đến 30 R R P1P0RRRRRR R* Kênh đến 15 Multiframe signment signal Kênh 16 đến 30 R V5R32 byte RRC1C20000RR32 byte RRC1C20000RR32 byte RRC1C20000RS1S2I I I I I I I31 byte R a) b) Hình 3.25: Ghép nhánh 2048 kbps thành VC-12: (a)trường hợp cận đồng trường hợp đồng (b) b Ghép đồng theo byte luồng số 2048 kbps Ghép đồng theo byte nhánh 2048 kbps minh hoạ hình 3.15b 50 3.3 Kỹ thuật ghép luồng nhánh thành luồng STM-1 3.3.1 Tạo luồng STM-1 sử dụng AU-4 a Ghép nhánh C-4 thành STM-1 Hình 3.16 minh hoạ trường hợp sử dụng phần tử C4 để tạo thành tín hiệu STM-1 Luồng số cận đồng 139264 kbps đưa đến phần tử C-4 Trong khoảng thời gian 125 µs, C-4 tiếp nhận 2176 byte, byte bit bổ sung thêm 164 byte để đạt tốc độ định mức đầu 2340 byte/khung Phần tử VC-4 tiếp nhận tải trọng bổ sung thêm byte VC-4 POH Như khung tín hiệu 125 µs VC-4 có 261 cột dòng, chứa 2349 byte Phần tử AU-4 tiếp nhận 2349 byte bổ sung thêm byte trỏ AU-4 PTR vào vùng A (dòng cột đến 9) Phần tử STM-1 tiếp nhận 2358 byte AU-4 chuyển đến bổ sung thêm 72 byte SOH để tạo khung tín hiệu STM-1 có cột 270 dòng Tải trọng VC-4 pha cố định khung AU-4, vị trí byte VC-4 khung AU-4 thị nhờ trỏ AU-4 PTR Nhưng tải trọng AU-4 bao gồm trỏ AU-4 PTR có vị trí cố định khung STM-1 261 261 SOH trỏ AU-4 SOH STM-1 AU-4 J1 B3 C2 G1 F2 H4 Z3 Z4 Z5 POH VC-4 VC-4 Hình 3.26: Tạo thành tín hiệu STM-1 từ C-4 51 b Ghép nhánh C-31 thành STM-1 Luồng số cận đồng 34368 kbps đưa vào phần tử C-31 Như khoảng thời gian 125 µs, phần tử C-31 nhận 537 byte, bổ sung thêm 39 byte để tạo thành khung tín hiệu có 64 cột dòng (576 byte) Khung tín hiệu chuyển vào VC-31 để bổ sung thêm byte VC-31 POH Tải trọng gồm 582 byte phần tử TU-31 bổ sung thêm byte trỏ H 1, H2, H3 Muốn tạo thành khung tín hiệu VC-4 phải sử dụng phần tử VC-31 (tương ứng với bốn phần tử TU31) VC-4 ghép theo byte tải trọng TU-31 bổ sung thêm byte VC-4 POH Phần tử AU-4 tiếp nhận khung tín hiệu 2349 byte VC-4 chuyển đến ghép thêm byte trỏ AU-4 PTR vùng A Phần tử STM-1 ghép thêm byte SOH vào tải trọng 2358 byte nhận từ VC-4 để tạo khung tín hiệu 2430 byte gồm 270 cột dòng Trong khung tín hiệu VC-4 có 12 byte trỏ TU-31 Các byte H 1, H2, H3 cột thứ nhất, thứ hai, thứ ba thứ tư trỏ phần tử TU31 thứ nhất, thứ hai, thứ ba thứ tư Hình 3.17 mô tả cấu trúc khung STM-1 từ nhánh VC-31 261 261 SOH trỏ AU-4 SOH AU-4 J1 B3 C2 G1 F2 H4 Z3 Z4 Z5 STM-1 H1 H1 H1 H1 H2 H2 H2 H2 H3 H3 H3 H3 trỏ TU - 31 J1 B3 C2 G1 C-31 F2 H4 VC-31 POH Hình 3.27: Tạo thành STM-1 từ VC-31 52 3.3.2 Ghép nhánh AU-3 thành luồng STM-1 a Ghép bốn AU-31 thành STM-1 Muốn hình thành khung tín hiệu STM-1 phải sử dụng bốn AU-31 Hình 3.20 minh hoạ cách xếp tải trọng khung tín hiệu C-31 khung tín hiệu STM-1 Luồng số cận đồng 34368 kbps đưa đến phần tử C-31 Vì chu kỳ 125 µs, luồng vào có 537 byte nên C-31 phải bổ sung thêm 39 byte đủ khung 64 cột hàng Phần tử VC-31 bổ sung thêm byte VC-31 POH ( byte Z3, Z4, Z5 mặt) Phần tử AU-31 bổ sung thêm byte trỏ AU-31 PTR (H1, H2, H3) cho VC-31 từ cột 11 đến 14 dòng đến dòng byte trỏ vùng A không làm nhiệm vụ thị mà có cấu trúc cố định nên gọi byte thị trỏ hiệu lực (NPI) STM-1 tiếp nhận tải trọng từ phần tử AU-31 đưa đến, ghép theo byte bổ sung thêm byte SOH, byte thị trỏ hiệu lực byte độn cố định (cột 10) để hình thành khung STM-1 chuẩn gồm 270 cột dòng SOH NPI 261 H1 H1 H2 H2 byte H3 H3 độn cố định H1 H1 H2 H2 H3 H3 STM-1 trỏ AU - 31 J1 B3 C2 G1 SOH VC-31 C-31 F2 H4 65 Hình 3.28: Tạo thành STM-1 từ bốn VC-31 53 b Ghép ba AU-32 thành STM-1 Trong khoảng thời gian 125 µs, phần tử C-32 tiếp nhận 699 byte, bổ sung thêm 57 byte để tạo khung C-32 có 84 cột dòng Để đảm bảo đủ tải trọng cho AU-32, phần tử VC-32 phải chèn thêm cột cố định (mỗi cột byte) Đó cột nằm cột 29, 30 57, 58 VC-32 Phần tử AU-32 bổ sung byte trỏ AU-32 vùng A Phần tử STM1 bổ sung byte SOH Mỗi phần tử AU-32 chiếm ba cột vùng tải trọng 261 cột khung tín hiệu STM-1 Hình 3.21 minh hoạ cấu trúc khung tín hiệu STM-1 tạo thành cách ghép ba AU-32 261 STM-1 SOH trỏ AU-32 SOH Hình 3.29: Tạo 85 JJ1 1J BB3 B3 CC2 C2 GG1 C-31 C-31 C-32 G1 FF2 F2 HH4 H4 ZZ3 Z3 ZZ4 Z4 VC-32 POH khung ZZ5 thành STM-1 từ cácZ5 VC-32 VC-32 3.4 Ghép luồng STM-1 vào luồng STM-N 3.4.1 Nguyên lý ghép theo nhóm byte Trong hệ thống ghép kênh SDH mức STM-1 thường sử dụng phương pháp ghép theo nhóm byte Nguyên tắc ghép kênh từ mức thấp lên mức cao minh hoạ hình 3.22 54 STM- X Byte x STM- Y Byte y STM-M Bộ ghép x y z STM- Z Byte z Hình 3.22: Nguyên lý ghép theo nhóm byte Trong sơ đồ này, giả sử đầu vào luồng số STM-X, STM-Y STM-Z, X+Y+Z=M đầu STM-M Việc ghép thực theo nguyên tắc: trước hết ghép dãy x byte luồng X, tiếp đến y byte luồng Y cuối z byte luồng Z Quá trình liên tục lặp lặp lại 3.4.2 Ghép bốn luồng STM-1 thành luồng STM-4 AA A STM-1 (1) BB B STM-1 (2) CC C STM-1 (3) DD D STM-1 (4) Bộ ABCDABCD ABCD ghép a) 4x9 SOH SOH SOH SOH SOH SOH SOH SOH SOH 234 byte tải trọng b) Hình 3.30: Ghép luồng STM-1 thành luồng STM-4 (a)sơ đồ ghép cấu trúc khung STM-4 (b) Hình 3.23 thể nguyên lý ghép theo byte cấu trúc khung tín hiệu luồng thực ghép luồng STM-1 thành luồng STM-4 Việc ghép luồng STM-1 thực theo byte, nghĩa trình tự ghép 55 byte A STM-1 thứ đến byte B STM-1 thứ hai cuối byte D STM-1 thứ lại trở byte A STM-1 thứ Cứ lặp lặp lại suốt trình ghép Cấu trúc khung tín hiệu STM-4 gồm phần SOH byte tải trọng SOH khung STM-4 gồm 36 cột dòng, ghép từ byte SOH STM-1 thành phần Như dòng cần 36 cột cho byte SOH luồng STM-1 thành phần 3.5 Các đặc điểm ghép kênh đồng hệ thống SDH Hệ thống ghép kênh SDH khắc phục nhược điểm hệ thống ghép kênh PDH, thể qua ưu điểm sau [V1]: - Có khả tiêu chuẩn hoá cao mặt giao tiếp, kết nối số, thiết bị tách ghép Hơn nữa, thiết bị đầu cuối bố trí tập trung nên dễ dàng lắp đặt bảo dưỡng tách ghép - Khả tách/ ghép tải thành phần từ tín hiệu tổng thực trực tiếp làm với cấp PDH - Hiệu sử dụng kênh cao tốn dung lượng để truyền thông tin phụ - Dễ dàng thành lập mạng quản lý ghép kênh xác định trực tiếp giao diện nút mạng - Có khả chuyển tải hiệu mềm dẻo dịch vụ băng rộng Việc phát triển tốc độ mạng phụ thuộc vào thân ghép kênh mà phụ thuộc vào công nghệ truyền dẫn Tuy nhiên, ghép kênh SDH có nhược điểm cố hữu mâu thuẫn tính mềm dẻo cấu trúc khung tín hiệu ghép tốc độ bit khác tải cấp bất kỳ, theo độ phức tạp thiết bị cao tốc độ ghép lớn 56 KẾT LUẬN Qua trình làm đồ án, tham khảo tài liệu, với huớng dẫn nhiệt tình thầy giáo ThS Nguyễn Đình Thạch thầy cô khoa Điện Điện tử em hoàn thành xong đồ án Qua em hiểu rõ kỹ thuật ghép kênh hệ thống thông tin số, cụ thể: • Ghép kênh cận đồng • Ghép kênh không đồng • Ghép kênh đồng Do hạn chế kiến thức cố gắng chắn đồ án em nhiều thiếu sót Em mong nhận đuơc góp ý thầy bạn để đồ án em đuợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Kĩ thuật thông tin số - Kĩ thuật ghép kênh hệ thống thông tin số - Hệ thống thông tin số 58