HC VIN CÔNG NGH BU CHÍNH VIN THÔNG
K THUT VIN THÔNG
(Dùng cho sinh viên h đào to đi hc t xa)
Lu hành ni b

HÀ NI - 2007

HC VIN CÔNG NGH BU CHÍNH VIN THÔNG
Mã hoá dng sóng có ngha là các thay đi biên đ ca tín hiu tng t (đng thoi)
đc mô t bng mt s ca giá tr đc đo. Sau đó các giá tr này đc mã hoá xung và gi ti
đu thu. Dng điu tng t nh tín hiu đc tái to trong thit b thu nh các giá tr nhn đc.
Phng pháp này cho phép nhn đc mc cht lng thoi rt cao, vì đng tín hi
u nhn đc
là bn sao nh tht ca đng tín hiu bên phát.

1 64 8
2
4
16 32
ChÊt l−îng tho¹i
Tu
yÖt vêi
Tè
t
Kh¸ tè
t
KÐm
C¸c b
é m· ho¸ tho¹i
C¸c b
é m· ho¸ l¹i
C¸c b
é m· ho¸ d¹ng sãng
Bit Rate
(Kbit/s)
Chng 1. C s k thut truyn dn
PCM).

Sãng mang
TÝn hiÖu ®ang ®iÒu chÕ
TÝn hiÖu ®−
îc ®iÒu
chÕ biªn ®é
TÝn hiÖu ®−
îc ®iÒu
chÕ theo tÇn sè
Chng 1. C s k thut truyn dn 5
 chuyn đi tín hiu analog thành tín hiu digital dùng phng pháp PCM, cn thc
hin 3 bc nh hình 1.3. Hình 1.3: Quá trình chuyn đi A/D dùng phng pháp PCM

Trc ht phi ly mu tín hiu thoi, tc là ch truyn các xung tín hiu ti các thi đim
Ly mu
Lng t hoá
Mã hoá
t
t
t
1
0
Chng 1. C s k thut truyn dn 6


t
(c)
Biên đ
t
(b)
T
m
Chng 1. C s k thut truyn dn 7 Hình 1.5: Quá trình lng t hoá đu
Bc lng t đu bng Δ. Nh vy, biên đ ca tín hiu gm có 7 bc lng t và 8
mc (đánh s t -3 ÷ +3). Mi quan h gia s mc lng t và s bc lng t nh sau:
Tng s mc lng t = Tng s bc lng t + 1.
Do phi ly tròn đn mc lng t g
n nht, đ chênh lch gia biên đ xung lng t và
giá tr tc thi ca xung ly mu s gây ra nhiu lng t Qd

(xem hình 1.6).
Biên đ xung nhiu lng t luôn tho mãn điu kin sau:


s ln hn t s này ca tín hiu yu.
Mun san bng t s này gia tín hiu mnh và tín hiu yu phi s dng lng t hoá không đu. Hình 1.6: Nhiu lng t
Biên đ
+1
+2
+3
-1
-2
-3
0
t
Δ
Biên đ
+1
+2
+3
-1
-2


Hình 1.7: Quá trình lng t hoá không đu
Trong thí d trên hình 1.7 biên đ ca tín hiu analog đc chia thành 4 bc lng t, ký
hiu là Δ
1
, Δ
2
, Δ
3
, Δ
4
. Nh vy: Δ
1
< Δ
2
< Δ
3
< Δ
4
< ... Các đng thng song song vi trc hoành
(t) gi là các mc lng t, đc đánh s t 0 ti gc to đ.
Các xung ly mu ti các chu k n×T
m
(trong đó n=0,1,2,...) đc ly tròn đn mc lng
t gn nht.
Mun lng t hoá không đu có th s dng mt trong hai phng pháp: nén - dãn
analog hoc nén - dãn s.
• Nén - dãn analog

Quá trình nén - dãn analog đc thc hin bng cách đt b nén analog trc b mã hoá

0
t
Δ
1
+4
-4
Δ
2
Δ
3
Δ
4
A
1
x0
Aln1
Ax
≤≤
+1x
A
1
Aln1
Axln1
≤≤
+
+


Mun đt đc t s:
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
NhiÔu
TÝnhiÖu
N
S
khong 25 dB thì s mc lng t đu phi bng
2048. Nh vy mi t mã cn có 11 bit (không k bit du). Vì 2
11
= 2048 là s mc lng t ca
biên đ dng hoc âm ca tín hiu thoi. Sau khi nén, tín hiu thoi ch còn 128 mc. Nu k c
bit du ch cn t mã 8 bit. ó là lý do ti sao phi thc hin nén tín hiu.
• Nén - dãn s:

B nén s đc đt trong min tín hiu s ca nhánh phát và b dãn s đc đt trong
min tín hiu s ca nhánh thu ca thit b ghép kênh. c tuyn b nén và b dãn s da trên c
s ca b nén và b dãn analog. Bng cách gn đúng hoá đng cong đc tuyn b nén - dãn
analog theo lut A và μ thành các đon thng gp khúc.
c tuyn ca b nén s lu
t A có tt c 13 đon thng có đ dc khác nhau và ly tên là
b nén s A = 87,6/13 đc th hin trong hình 1.9.
Biên đ ra
+1
Biên đ vào

Khi chuyn t đon này sang đon khác thì tín hiu b nén và khi biên đ càng ln s b nén càng
nhiu. Hình 1.9: c tính biên đ b nén s A=87,6/13
 xây dng đc tính biên đ ca b nén s cn tin hành các bc sau đây:
Trc x đc trng cho biên đ chun hoá ca tín hiu đu vào b nén (-1 ≤ x ≤ 1 tng
ng vi 4096 bc lng t đu) và trc y đc trng cho tín hiu  đu ra.
Trên trc x chia theo khc đ logarit c s hai,  na dng gm các đim 0,

,
8
4
,
8
5
,
8
6
,
8
7
và 1 ; còn  na âm đc chia ngc li.

128
1
64
1
32
1
16
1
8
1
4
1
2
1
8
1

5
6
-1
7
(TÝn hiÖu
®
Çu ra)
(TÝn hiÖu
®
Çu vµo)
1 -1
H
G
F
E
D
C
B
A
x
y
Tín hiu
đu vào
Tín hiu
đu ra
Chng 1. C s k thut truyn dn 11
Tip đó đánh du các đim đc bit A, B, C, D, E, F, G và H, trong na dng ca đng
Hình 1.10: Quá trình chuyn đi D/A
Gii mã là quá trình ngc li vi mã hoá. Trong gii mã, bt đu bng vic tách các mã nh
phân 8 bit t tín hiu PCM (trong hình 1.10 tng trng t mã 3 bit). Tip theo, chuyn mi t mã
nh phân thành mt xung lng t có biên đ tng ng vi s mc lng t ca t mã đó. Hình
1.11 minh ho gii mã các t mã 3 bít. Tín hiu xung đã đc lng t hoá  đu phát đc to
li 
đu thu bng cách gii mã nh vy. Tín hiu xung sau khi gii mã có biên đ chênh lch vi
biên đ xung mu ti phía phát. Hin tng này gi là méo lng t và phát sinh do làm tròn biên
đ khi lng t hoá.

Lc
Gii mã
t
t
t
1
0
Chng 1. C s k thut truyn dn 12


lp đt thit b truyn dn mi. Mt trong nhng phng pháp có th dùng là đ
iu ch xung mã vi
sai thích ng, ADPCM. ADPCM cho phép truyn thoi vi cht lng gim ti thiu ti 32Kbit/s.
Khuyn ngh ca ITU v ADPCM đc gi là G.726.
PCM vi sai (DPCM)
Tín hiu đã đc ly mu cho thy mc đ tng quan cao gia các mu k cn. Hay nói
cách khác, hai mu gn nhau là khá tng t nh nhau. Ngha là s có nhiu li ích nu mã hoá s
t
t
1 0
Tín hiu PCM
nhn đc
Tín hiu xung
lng t
1 1 1 0 1 10101 001 0 0 1
3
6
5
3
1
2
t
Tín hiu xung
Lng t
in áp tng
đu ra b lc
Lc tín hiu analog
t
Chng 1. C s k thut truyn dn


gi¸ trÞ mÉu

Hình 1.13: PCM vi sai (DPCM)
PCM vi sai có nhc đim là nu tín hiu đu vào tng t mà thay đi quá ln gia các
mu, thì nó không th đc biu din bng 4 bit mà s b ct.
DPCM thích ng (ADPCM)
PCM vi sai thích ng (ADPCM) đã t hp phng pháp DPCM và PCM thích ng.
ADPCM có ngha là các mc lng t hoá đc thích ng vi dng ca tín hiu đu vào. Kích c
ca các bc lng t tng lên khi có liên tip dc đng trong tín hi
u kéo đ dài. Trong hình
1.14, s mu là 6 có th đc mô t bng 5 bc lng t ln thay cho 10 mu nh. Phng pháp
này có tên t kh nng thích ng y, tc là nó to ra kh nng gim các bc lng t.

Chng 1. C s k thut truyn dn 14
MÉu sè 1
23 5
6
4
Thêi gian

Hình 1.14: PCM thích ng
Trong mã hoá ADPCM, sau khi tín hiu vào tng t đã đi qua mã hoá PCM thông thng,
thì lung các mu 8 bit đc gi tip ti b mã hoá ADPCM. Trong b mã hoá này, mt thut
toán ch vi 15 mc lng t đc s dng đ gim đ dài t 8 bit xung 4 bit. 4 bit này không
biu din biên đ ca mu na, nhng nh có mã hoá vi sai mà 4 bit vn cha đ thông tin đ cho
phép tín hiu gc s đc tái to  b thu.
Mc ca mt mu đc d đoán da trên mc ca mu đng trc. S khác nhau gia mu

cỏc xung mu cú chu k bng 125s. B mó hoỏ bin i mi xung ly mu thnh 8 bit v khi
ghộp kờnh tớn hiu thoi, tớn hiu ng b v tớn hiu bỏo hiu thnh mt khung cú thi hn
125
s. u ra cỏc mch ly mu u song song vi nhau, vỡ vy xung ly mu ca cỏc kờnh c
ghộp theo thi gian v ln lt a vo b mó hoỏ. Trong b ghộp kờnh PCM-30 dựng b mó hoỏ
nộn s A= 87,6 v c tớnh biờn cú 13 on. Dóy xung ly t b to xung phỏt qua b chia
to ra xung iu khin cỏc mch ly mu 8 kbit/s, iu khin cỏc b mó hoỏ v iu khin b ghộp
kờnh. Bỏo hiu t cỏc thuờ bao c a ti khi x lý bỏo hiu. Ti õy bỏo hiu c chuyn
i thnh cỏc bit ghộp vo khung tớn hiu. Dóy bit hai mc u ra khi ghộp kờnh qua khi lp
mó ng chuyn thnh dóy bit ba mc ri i ra ngoi.
Ti nhỏnh thu ca b ghộp kờnh PCM-30 tip nhn dóy bit ba mc n v chuyn vo khi
gii mó ng chuyn thnh dóy bit hai mc. Mt phn tớn hiu u ra khi gii mó ng,
a vo khi tỏch xung ng b tỏch ra xung
ng b v a ti khi to xung thu kớch
thớch b chia xung v to ra cỏc khe thi gian ng b vi phớa phỏt. Phn tớn hiu cũn li c
a vo khi tỏch kờnh tỏch lung bit u vo thnh 30 kờnh thoi, kờnh bỏo hiu. Khi bỏo
hiu chuyn cỏc bit bỏo hiu thnh tớn hiu bỏo hiu ban u, chng hn bỏo hiu a tn, cỏc digit
b s thuờ bao, xung iu khin r le v.v. Cỏc t mó 8 bit ca 30 kờnh thoi a ti b gii mó

chuyn thnh cỏc xung lng t, qua b chn xung kờnh v b lc thụng thp tỏch ra tớn hiu
thoi analog ca tng kờnh. Tớn hiu analog qua b sai ng i vo mỏy in thoi. B chn xung

Ghép
kênh
Bộ tạo
xu n g p h át
Bộ tạo
xung thu
Mã hoá
SĐ

1
30
1
30
1
30
Chng 1. C s k thut truyn dn 16
kênh là mt chuyn mch đin t đóng m theo tc đ và pha ca b ly mu  phía phát. u
vào b chn xung kênh đu song song vi nhau và mi b ch cho xung kênh mình đi qua, tc là
tách kênh theo thi gian đc thc hin ti đây.
Cu trúc khung và đa khung
Cu trúc khung và đa khung ca b ghép PCM-30 nh hình 1.16.

=125μs ×16= 2ms
§a khung
16 khung
31 30 29 28 27 26 25242322212019181716151413121110 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
30 29 28 27 26 25 242322212019181716151413121110 9 8 7 6 5 4 3 2 1
T
F
=125μs
Si 0 0 1 1 0 1 1

C¸c khung ch½n
Si 1 A

S

S S S S
C¸c khung lÎ
b1b2b3b4 b5b6 b7b8
Khung F0
0 0 0 0 S A S S
Chó thÝch:
TS - khe thêi gian
CH- kªnh tho¹i
TS
CH
Khung
a khung
16 khung
Chng 1. C s k thut truyn dn


Kênh 9
Kênh 10
Kênh 11
Kênh 12
Kênh 13
Kênh 14
Kênh 15
Kênh 16
Kênh 17
Kênh 18
Kênh 19
Kênh 20
Kênh 21
Kênh 22
Kênh 23
Kênh 24
Kênh 25
Kênh 26
Kênh 27
Kênh 28
Kênh 29
Kênh 30

Nh vy phi có 16 khe thi gian TS16 trong mt đa khung mi đ đ truyn báo hiu và
đng b đa khung. ó cng là lí do ti sao mi đa khung cha 16 khung. Nu các bít a b c d
không dùng cho báo hiu thì đt b=1, c=0 và d=1. Ngoài ra cng cn lu ý cm s dng t hp
0000 đ truyn báo hiu vì nó trùng vi t mã đng b đa khung. Phng thc báo hiu đã trình
bày trên đây gi là báo hiu kênh kt hp CAS. Ngoài ph
ng thc báo hiu kênh kt hp CAS,
trong tng đài đin t s còn có phng thc báo hiu kênh chung CCS, trong đó báo hiu ca

11 1 1 A S S S S S
12 C3 0 0 1 1 0 1 1
13 E 1 A S S S S S
14 C4 0 0 1 1 0 1 1
15 E 1 A S S S S S

Bng 1.2. tóm tt chc nng các bit ca khe thi gian TS0 trong mi đa khung 16 khung.
Cng có th xem đa khung gm 2 đa khung con; đa khung con th nht gm khung 0 đn khung 7
và đa khung con th hai gm khung 8 đn khung 15. Bit Si trong các khung chn ca mi đa
khung con là các bit kim tra d chu trình C1 C2 C3 C4 (CRC-4). Bit Si trong các khung l ca
đa khung to thành t mã đng b đa khung CRC-4, bít E trong khung 13 ch th li bit ca CRC-
4 ca đa con th nht và bit E trong khung 15 ch th li bit ca CRC-4 c
a đa khung con th hai.
Phân cp s cn đng b PDH
Sau khi gii thiu v phng pháp ghép kênh c s PCM-30, phn này s trình bày v các
h thng ghép kênh bc cao. Ghép kênh bc cao là ghép nhiu lung s có tc đ thp đ to
thành mt lung s có tc đ cao hn. Thit b thc hin nhim v nói trên đc gi là máy ghép
kênh bc cao.
PDH là mt trong nhng h th
ng ghép kênh s bc cao thông dng. Trong mng thông tin
PDH không s dng đng b tp trung, ngha là tt c các phn t trong mng không b khng ch
bi mt đng h ch. Mi thit b ghép kênh hoc tng đài trong mng này có mt đng h riêng.
Chính vì vy mà các lung s do chúng to ra có s chênh lch v tc đ bit.
Chng hn tng đài th nht
đa ra lung s (2048 kbit/s + 5×10-5); trong khi đó mt tng
đài khác li đa ra lung s (2048 kbit/s - 5×10-5). Mun ghép các lung s có tc đ bit khác
nhau này thành mt lung s có tc đ cao hn thì phi hiu chnh cho tc đ bit ca chúng bng
Chng 1. C s k thut truyn dn
Bit
Chèn
Bit
123456
12345J
J- Các bit chèn
B to xung đng h
B chuyn
mch
Tín hiu ra
B ghép
1 23 4 5 6
1 23 4 5
Các bit d
liu đu vào
Lung s 2Mbit/s có
tc đ bit đnh mc
Lung s 2Mbit/s có tc
đ bit thp hn đnh mc
Chng 1. C s k thut truyn dn 20
Mc 3 (DS3): Ghép 7 lung s mc 2 thành lung s mc 3 là 44736 kbit/s, gm 672 kênh
thoi.
Mc 4 (DS4): Ghép 6 lung s mc 3 thành lung mc s 4 là 274716 kbit/s, gm 4032
kênh thoi.
Tiêu chun ca Nht Bn
Hai mc đu tien theo tiêu chun Nht Bn hoàn toàn ging tiêu chun Bc M và gm có
tt c là 5 mc nh hình 1.18b.

Tiêu chun
Châu Âu
(a)
1544
kbit/s
×4
6312
kbit/s
44736
kbit/s
274176
kbit/s
×6
×7
32064
kbit/s
97728
kbit/s
400352
kbit/s
×5
×4 ×3
Tiêu chun
Nht
Tiêu chun
Bc M
(b)
ITU-T
Chng 1. C s k thut truyn dn


• • • • • • •
t
DS-1#3
• • • • • • •
t
DS-1#4
• • • • • • •
t
XB
• • •
T
t
DS-2
• • •
Chng 1. C s k thut truyn dn 22
tc thi có th khác nhau vi tc đ bit danh đnh chút ít, nên ghép các lung s đu vào này
thành lung s đu ra có liên quan đn quá trình chèn. Quá trình này hot đng nh sau:
Khi thc hin ghép các bit ca các lung nhánh, trc ht các bít này đc ghi ln lt vào
ô nh trong các b nh tng ng ca các lung nhánh (di s điu khin ca đng h tách t
dãy xung vào, còn gi là đng h ghi). Sau đó các bít này đc ly ra (d
i s điu khin ca
đng h đc ly t b to xung ca b ghép kênh MUX) và đa vào b MUX đ thc hin ghép
xen bít. C dãy bit đc và đãy bit ghi đu đc đa vào b so sánh pha. Khi hai dãy bit lch pha
vi nhau đt giá tr ngng đt trc thì xy ra quá trình chèn. Nhn đc thông báo chèn thì khi
điu khin chèn s phát tín hiu điu khin chèn, khi đó khi MUX s ti
n hành chèn bit vào v trí
đã qui đnh trong khung.

Trong tng lai, h thng truyn dn đng b s ngày càng đc phát trin nh các u đim
vt tri so vi h thng truyn dn cn đng b, đ
c bit SDH có kh nng kt hp vi PDH
trong mng li hin hành, cho phép thc hin vic hin đi hoá mng li theo tng giai đon
phát trin.
Các tiêu chun ca SDH bt đu hình thành t nm 1985 ti M. Khi đu là n lc đ to
ra mt mng giao tip quang có th hot đng vi tt c các h thng truyn dn khác nhau ca
Chng 1. C s k thut truyn dn 23
các sn phm khác nhau (theo tiêu chun Châu Âu hoc Bc M). Dn dn sau đó các tiêu chun
này đc s dng rng rãi đ có th x lý cho mng hin ti và cho c các loi tín hiu trong
tng lai, cng nh cho c phng din khai thác và bo dng.
Trong hoàn cnh đó, tháng 2 nm 1985 công ty BELLCORE là công ty con ca công ty
BELL ti M đã đ ngh mt phân cp truyn dn mi nhm mc đích kh
c phc các nhc đim
ca h thng cn đng b. Phân cp mi này có tên là mng quang đng b (SONET). SONET
da trên nguyên lý ghép kênh đng b, trong đó cáp quang đc s dng làm môi trng truyn
dn. V sau các tiêu chun v giao din thit b cng đc nghiên cu, đ kt ni các loi thit b
khác nhau có tiêu chun khác nhau mà không gây tr ngi khi áp dng phân cp đng b SDH
vào m
ng li hin ti.  đáp ng yêu cu đó cn phi lu ý đn quá trình t chc các tín hiu
bo dng, giám sát, chuyn mch bo v t đng và c vn đ qun lý mng li ca các loi
thit b khác nhau đó.
 ngh ca hãng BELLCORE đc Vin các tiêu chun quc gia Hoa K ANSI nghiên
cu và đn nm 1988 đã phê chun SONET là tiêu chun c
a Hoa K. Các tiêu chun ca
SONET đc hình thành theo hai giai đon. Giai đon mt qui đnh các tiêu chun v các tc đ
bit truyn dn (bng 1.3), khuôn dng tín hiu, các thông s giao din quang và th t sp xp ti


24
G.709 - Cu trúc ghép đng b
G.773 - Giao thc phù hp vi giao din Q (Qun lý h thng truyn dn)
G.774 - Mô hình thông tin qun lý SDH
G.782 - Các kiu và các đc tính ch yu ca thit b ghép SDH
G.784 - Qun lý SDH
G.803 - Cu trúc mng truyn dn SDH
G.825 - iu khin rung pha và trôi pha trong mng thông tin SDH
G.957 - Các giao din quang ca các thit b và h thng liên quan đn SDH
G.958 - H thng truyn dn SDH s dng cho cáp si quang
M.30 - Các nguyên tc qun lý m
ng vin thông
M.3010- Nguyên lý hot đng ca TMN
Hin nay các khuyn ngh G.707, G.708 và G.709 đã kt hp li thành khuyn ngh G.70x.
V tc đ bit ca SDH bao gm nh sau:
STM-1 = 155,52 Mbit/s
STM-4 = 4× STM-1 = 622,08 Mbit/s
STM-8 = 8× STM-1 = 1244,16 Mbit/s
STM-12 = 12× STM-1= 1866,24 Mbit/s
STM-16 = 16× STM-1= 2488,32 Mbit/s
STM-64 = 64× STM-1= 9953,28 Mbit/s
Các tc đ bit STM-1, STM-4 và STM-16 trùng vi các tc đ bit STS-3, STS-12 và STS-
48 ca SONET.
So vi PDH thì SDH có các u đim c bn sau đây:
− Giao din đng b thng nht. Nh
giao din đng b thng nht nên vic ghép và tách
các lung nhánh t tín hiu STM-N đn gin và d dàng. ng thi trên mng SDH có
th s dng các chng loi thit b ca nhiu nhà cung cp khác nhau.
− Ghép đc các loi tín hiu khác nhau mt cách linh hot. Không nhng tín hiu thoi


• C-n (n=1,...,4) : Container mc n
Container là mt khi thông tin cha các byte ti trng do lung nhánh PDH cung cp trong
thi hn 125μs cng vi các byte đn (không mang thông tin).
• VC-n : Container o mc n
Container o mc n là mt khi thông tin gm phn ti trng do các nhóm khi nhánh
(TUG) hoc Container mc n (C-n) tng ng cung cp và phn mào đu tuyn (POH). POH
đc s dng đ xác đnh v trí bt đu ca VC-n, đnh tuyn, qun lý và giám sát lung nhánh.
Trong trng hp sp xp không đng b các lung nhánh vào VC-n thì phi tin hành chèn bit.
Có hai loi VC-n là VC-n mc thp (n= 1; 2) và VC-n mc cao (n = 3; 4).
• TU-n : Nhóm khi nhánh mc n
Nhóm khi nhánh mc n là mt khi thông tin bao gm mt Container o cùng mc và mt
con tr khi nhánh (TU-PTR) đ ch th khong cách t con tr khi nhánh đn v trí bt đu ca
VC-3 hoc VC-n mc thp.
• TUG-n (n = 2; 3) : nhóm các khi nhánh mc n
Nhóm các khi nhánh mc n đ
c hình thành t các khi nhánh (TU-n) hoc t nhóm các
khi nhánh (TUG) mc thp hn. TUG-n to ra s tng hp gia các Container o (VC) mc
thp và Container o (VC) mc cao hn.
• AU-n : khi qun lý mc n
STM-N
AUG
×N
×1
AU-4 VC-4
TUG-3
TU-3 VC-3
C-3
C-4
VC-3