Giáo trình Mạng máy tính - Chương 5: Ghép kênh
MẠNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORK)
Chương 5 – Ghép kênh
5.1. Mô hình ghép kênh
5.2. Ghép kênh FDM
FDM (Frequency Divide Multiplexing)
Băng thông hữu dụng của đường truyền vượt quá băng
thông đòi hỏi của kênh truyền
Mỗi tín hiệu được điều biến đến một tần số mang riêng
(carrier frequency)
Các tần số mang được tách biệt nên các tín hiệu không
chồng đè nhau, đặc biệt được bảo vệ bởi dải bảo vệ guard band
Thông dụng trong truyền thông radio
Từng kênh được cấp phát cố định (tức là, không có dữ liệu
vẫn được giành riêng)
Sơ đồ FDM
Hệ thống FDM
Các hệ thống truyền tải tương tự
AT&T (USA)
Các hình thức phân cấp FDM
Group
12 kênh x 4kHz/kênh = 48kHz
Phạm vi 60kHz đến 108kHz
Supergroup
5 groups = 60 kênh
Phạm vi từ 420kHz đến 612 kHz
Mastergroup
10 supergroups
Phân chia bước sóng (WDM)
Các tia sáng có tần số khác nhau được dẫn đi trong cáp quang
Cũng là một dạng của FDM
Mỗi màu (bước sóng) mang một kênh dữ liệu
Năm 1997 tại Bell Labs
100 tia → 100 kênh
Mỗi kênh có tốc độ 10 Gbps hay 1 TB/s
Các hệ thống hiện nay có tới 160 kênh 10 Gbps
Gần đây tại Alcatel Labs: 256 kênh 39.8 Gbps
10.1 Tbps
Khoảng cách truyền 100km
Hoạt động của WDM
Giống như FDM
Các nguồn phát các tia sáng có tần số khác nhau
Bộ ghép kênh thực hiện kết hợp các nguồn và truyền đi trên chỉ
một cáp quang
Khoảng vài chục km (30), cần bộ khuếch đại tất cả các bước
sóng (tránh tắt dần và bước sóng ngắn lại)
Bộ giải kênh ở đích phân tách các kênh theo bước sóng khác
nhau
Hầu hết bước sóng trong khoảng 1550nm
Ban đầu băng thông khoảng 200MHz /kênh
Hiện nay 50GHz
5.3. Ghép kênh TDM
TDM đồng bộ
Synchronous Time Division Multiplexing
Tỷ số dữ liệu của đường truyền vượt quá tỷ số dữ liệu của tín
hiệu số cần truyền
Các tín hiệu số được truyền xen kẽ thời gian, có thể xen kẽ
theo khối bit
Các khoảng thời gian được gán trước (và cố định) cho từng
nguồn dữ liệu
Cho nên: các khoảng thời gian truyền (tài nguyên) được cấp
phát kể cả khi không có dữ liệu.
Một cách cải thiện: các khoảng thời gian truyền không nhất
thiết phải được gán đều cho tất cả các nguồn dữ liệu (Statistical
TDM)
Sơ đồ TDM
Hệ thống TDM
Kiểm soát liên kết TDM
Không cần có các header và trailer
Không cần phải trang bị các giao thức kiểm soát liên kết dữ
liệu.
Điều khiển luồng: đơn giản, vì
Tỷ số dữ liệu của đường liên kết là cố định, khi một kênh
(vì lý do nào đó) không nhận được dữ liệu, thì các kênh khác
vẫn làm việc và chỉ nguồn dữ liệu tương ứng ảnh hưởng
Các khoảng thời gian truyền tương ứng sẽ bỏ trống
Kiểm soát lỗi
Được thực hiện riêng theo từng kênh truyền
Nhồi xung (Pulse Stuffing)
Khó khăn – Đồng bộ hóa các nguồn dữ liệu khác nhau. Bởi
Nhịp làm việc của các nguồn có thể khác nhau
Tỷ số dữ liệu của các nguồn dữ liệu cũng khác nhau
Giải pháp - Pulse Stuffing
Nhồi thêm xung: tỷ số dữ liệu đầu ra cao hơn đầu vào (vì
có chứa thêm xung đã nhồi vào)
Các xung nhồi vào nhằm mục đích nâng cao tỷ số dữ liệu
riêng của kênh bằng với nhịp chung
Các xung được nhồi vào các vị trí cố định trong khung tin
và được gỡ bỏ tại bộ giải kênh khi nhận
Các hệ thống truyền tải số
Mang nền tảng cấu trúc trình tự TDM
Dạng thức DS-1
Ghép 24 kênh khác nhau
Mỗi khung tin được chia ra 8 bit/kênh
+ 1 bit phân định ranh giới trên mỗi kênh
24 kênh x 8+ 1 =193 bit/khung tin
Đàm thoại: mỗi kênh 1 word dữ liệu số hóa bằng PCM với
8000 mẫu /giây
Tỷ số dữ liệu: 8000x193 = 1.544Mbps
Từng 5 trong số 6 khung tin liên nhau gồm 8 bit mẫu PCM
Khung thứ 6 là word 7 bit PCM + bit báo hiệu
Các bit báo hiệu tạo luồng cho mỗi kênh chứa thông tin
điều khiển và tìm đường
Dữ liệu số: có cùng dạng thức
23 kênh dữ liệu
7 bit/khung + bit điều khiển
Kênh thứ 24 giành riêng để thi hành đồng bộ
Dữ liệu hỗn hợp
DS-1 cũng có thể mang tải hỗn hợp (số và giọng nói)
Sử dụng 24 kênh
Không cần byte thi hành SYNC
Cao hơn 1,544 Mbps có thể được bằng cách truyền xen kẽ
(multiplex) các kênh DS-1
Ví dụ: DS-2 ghép bốn nguồn DS-1 cho 6.312Mbps
Dạng thức truyền DS-1
SONET/SDH
SONET - Synchronous Optical Network (ANSI) với phiên bản
tương thích là SDH - Synchronous Digital Hierarchy (ITU-T)
Trật tự tín hiệu
Synchronous Transport Signal level 1 (STS-1) hay Optical
Carrier level 1 (OC-1) 51.84Mbps. Tỷ số này có thể được sử
dụng để tải một tín hiệu DS-3 (nhóm các tín hiệu tỷ số thấp
hơn như DS-1, DS1C, DS2 hoặc các tỷ số của ITU-T như
2,048 Mbps)
Nhiều tín hiệu STS-1 có thể được tổ hợp lại tạo thành một
tín hiệu STS-N. Tín hiệu này được tạo thành bằng cách ghép
xen kẽ các byte từ N tín hiệu STS-1 mà tự chúng đã được đồng
bộ với nhau.
Với trình tự đồng bộ ITU-T, tỷ số thấp nhất là 155,52 Mbps
đối với STM-1. Tốc độ này tương ứng với STS-3 của SONET
Tải về để xem bản đầy đủ
30 trang
14540
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Mạng máy tính - Chương 5: Ghép kênh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_mang_may_tinh_chuong_5_ghep_kenh.doc
