Bài giảng Mạng máy tính (Computer Network): Chương 5 - Lưu Đức Trung

Bài giảng Mạng máy tính (Computer Network): Chương 5 - Lưu Đức Trung cung cấp đến học viên các kiến thức về ghép kênh, các mô hình ghép kênh, ghép kênh FDM, ghép kênh TDM, hệ thống truyền tải tương tự, phân chia bước sóng, hệ thống truyền tải số,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Mạng máy tính (Computer Network): Chương 5 - Lưu Đức Trung 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 DS­1 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 DS­1 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 DS­1 Ví dụ: DS­2 ghép bốn nguồn DS­1 cho 6.312Mbps Dạng thức truyền DS­1 ...