hình1:Một hệ thống ghép kênh Để đơn giản hình1 chỉ trình bày theo một hướng .Tuy nhiên hệ thống ghép kênh đượcdùng 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 mộtbăng 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 FDM1.2.1-Kỹ thuật ghép kênh: Các nguồn tín hiệu lần lượt đi vào các bộ điêu chế riêng biệt ,các bộ điều chếnày 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 vàgiao 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 tínhiệu 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 thốngtruyền dẫn có thể truyền dưới dạng sóng hay một cáp truyền chung .Q trình ghép kênh được mơ tả ở hình2 dưới đây.Đại Học Cơng Nghệ-Đại Học Quốc Gia Hà Nội Lớp K46ĐC 23Hình 1:mộ ệ thống ghép kênh t hđièu chếđiều chếđiều chếđiêu chếtín hiệu1tín hiệu 2tín hiệu 3lọc bănglọc bănglọc bănglọc băngbộ cộngbộ phátF1F2F3Fn tín hiệun1.2.2-Quá trình phân kênh:Hình2: Sơ đồ ghép tín hiệu theo tần sốQuá 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 bộlọc 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 tínhiệu 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.lọc bănglọc bănglọc bănglọc băng giải điều chếgiải điếu chế giải điều chếgiải điều chếHình3: Sơ đồ phân kênh theo tần sốĐại Học Công Nghệ-Đại Học Quốc Gia Hà Nội Lớp K46ĐCĐây 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 đườngliên 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 chuyểnlên một băng tần cao hơn dành sẵn cho kênh đó.4≈≈ ≈hệ thốngtruyền dẫn≈≈≈ ≈xung đồng bộHình4: Sơ đò ghép kênh theo thời itách xung đồng bộ4 ≈bộ phân phốibộ chuyển mạch3 21Trong phương pháp ghép kênh theo thời gian TDM thì các tín hiệu trong mỗi kênh có thể chiếm tồn bộ độ rộng băng tần của tín hiệu nhưng tín hiệu được truyền trong mộtkhoảng 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 .Haibộ 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 đồngbộ . 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 đượctách ra qua các bộ lọc thơng thấp của kênh mình và đến kênh thoại tương ứng .Đại Học Công Nghệ-Đại Học Quốc Gia Hà Nội Lớp K46ĐC5c cx443 21 32 1XĐB XĐBHình5:Biểu đồ hiển thị cách truyền các kênhHợp kênh chia thời gian TDM có hai loại +TDM đồng bộ+TDM khơng đồng bộ1.3.1-TDM đồng bộĐồng 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 .Nếutrong khoảng thời gian nào đó kênh lối vào này khơng 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 bịgửi 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 hơntốc 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 chothiết bị này gấp n lần số khe thời gian dành cho thiết bị kia.Đại Học Công Nghệ-Đại Học Quốc Gia Hà Nội Lớp K46ĐCSau 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 đườngdẫn 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 sốbít bất kỳ nhưng kích thước đó là khơng 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 mộtthiết 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 biếthướng mỗi khe thời gian đến đâu .Như vậy nhờ các bít khung gồm một hoặc nhiều bít nhằm thơng báo địa chỉ và đồng bộ nhờ những bít khung này để phân kênh tách rời cáckhe thời gian chính xác.1.3.2-TDM khơng đồng bộ :Vì TDM đồng bộ khơng 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 cốđịnh trong khung nên khi thiết bị kênh khơng có nhu cầu truyền dữ liệu thì khe bị trống khơng sử dụng gây lãng phí.Do TDM khơng đồng bộ ra đời và nó khắc phục được những thiếu sót của TDM đồng bộ .TDM khơng đồng bộ có tính mềm dẻo ,linh hoạt ,khơng cố định .Các khe thời giankhông được phân công cố định mà có thể dành cho bất kỳ thiết bị kênh nào mà có thể gửi dữ liệu.Như vậy khơng dùng đến 100 thời gian mà giảm tới mức tối đa – khơng gây lãng phí .Khi vắng mối quan hệ vị trí của một khe thời gian trên khung ,mỗi khe phải mangmột 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 địachỉ.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 Đại Học Công Nghệ-Đại Học Quốc Gia Hà Nội Lớp K46ĐC6Khi 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 khethời gian dài.Như vậy trong khung cầc có trường báo độ dài thay đổi –làm tăng độ dài tiêu đề.
Ở bài chia sẻ trước BKAII đã cùng các bạn tìm hiểu về khái niệm và phân loại TDM. Tiếp tục chủ đề này chúng ta sẽ cùng nghiên cứu các ứng dụng của TDM, TDM over IP cũng như sự khác biệt giữa công nghệ TDM và FDM nhé!  Nhắc lại một chút về khái niệm. Ghép kênh phân chia thời gian (TDM) được coi là một quy trình kỹ thuật số có thể được sử dụng khi số lượng tốc độ dữ liệu trung bình truyền cao hơn mức yêu cầu tốc độ dữ liệu của các thiết bị truyền và nhận. Trong TDM, các khung tương ứng mang dữ liệu được truyền từ các nguồn khác nhau. Mỗi khung bao gồm một tập hợp các khe thời gian và các phần của mỗi nguồn được gán một khe thời gian cho mỗi khung. Ghép kênh phân chia tần số (FDM) là một kỹ thuật tương tự chỉ được thực hiện khi băng thông của liên kết cao hơn băng thông hợp nhất của các tín hiệu được truyền. Mỗi thiết bị gửi tạo ra các tín hiệu điều chế ở tần số sóng mang khác nhau. Để giữ tín hiệu điều chế, tần số sóng mang được cách ly bởi băng thông thích hợp. Sự khác biệt chính giữa TDM và FDM
Ưu điểm của FDM so với TDM là ở độ trễ Độ trễ là thời gian cần thiết cho dữ liệu để đạt đến đích của nó. Vì TDM phân bổ các khoảng thời gian, chỉ một kênh có thể truyền tại một thời điểm nhất định và một số dữ liệu thường sẽ bị trì hoãn, mặc dù nó thường chỉ trong một phần nghìn giây. Vì các kênh trong FDM có thể truyền bất cứ lúc nào, độ trễ của chúng sẽ thấp hơn nhiều so với TDM. FDM thường được sử dụng trong các ứng dụng có độ trễ là ưu tiên cao nhất, chẳng hạn như những ứng dụng yêu cầu thông tin thời gian thực. Cũng có thể kết hợp sơ đồ TDM và FDM trong đó ở tần số đầu tiên được chia thành số kênh theo yêu cầu của hệ thống và sau đó mỗi kênh được chia thành các khoảng thời gian thông qua TDM. Các ứng dụng của TDM Hiện nay TDM được sử dụng phổ biến trong truyền PCM hay sử dụng trong công nghệ di động GSM Công nghệ TDMA Ðây là một phương thức di chuyển tín hiệu bằng vô tuyến thông tin, phương thức này cho phép nhiều người cùng sử dụng thay phiên nhau trên cùng một băng tần mà không bị lẩn lộn những tín hiệu với nhau bằng cách chia cho mỗi người một khoảng thời gian khác nhau Ða kết phân thời gian (Time Division Multiple Access viết tắt là TDMA) là một phương thức sử dụng làn sóng vô tuyến để chuyển âm thanh hoặc những cuộc điện đàm. Phương thức này cho phép mổi cú điện được phép sử dụng hoàn toàn băng tần số trong một khoảng thời gian rất ngắn, trong khi những cú điện thoại khác cũng cùng dùng chung một băng tần số cũng có một thời gian ngắn, và thay phiên nhau thuyên chuyển những cuộc điện đàm khác nhau. Ví dụ: Một băng tần điện thoại trong hệ thống Ða Kết Phân Thời Gian có bốn cú điện đàm đang được sử dụng gọi là điện đàm A, B, C, D. Ðiện đàm A được chỉ định là một khoảng thời gian ấn định là a, B được chỉ định là b, C và D cũng thế, được chỉ định là c và d. Những khoảng thời gian này là những thời gian rất ngắn, chứa đựng những dữ kiện của A, B, C, D và được tuần tự chuyển đi qua hệ thống vô tuyến trong cùng một băng tần trong hệ thống Ða Kết Phân TDMA thường được coi là một phương thức của thế hệ thứ hai của hệ thống điện thoại di động (digital cellular system). Thế hệ thứ nhất của hệ thống điện thoại di động là hê thống vô tuyến điện thoại (analog cellular system). Hiện nay trên thế giới có một số phương thức khác nhau cùng sử dụng TDMA FM làm nền móng. Chủ điểm của thế hệ thứ hai của điện thoại di động này là sử dụng hoàn toàn tín hiệu (digital) và tạo ra một tiêu chuẩn cho toàn cầu. Ðể cộng thêm vào sự tăng cường nhiều cuộc điện đàm trong cùng một tần số của đa kết phân thời gian, phương thức này có nhiều sự lợi ích hơn những phương thức khác là: Phương thức này rất dể dàng thu nhập cách phát đi những dữ kiện (data) cũng như âm thanh (voice). Phương thức này cũng mang những dữ kiện qua không với một tốc độ khá cao là từ 64Kbps đến 120Mbps. Với sự kiện này những công ty điện tín thông tin cũng có đủ khả năng cung cấp những đường thông tin như fax, dữ kiện (data), và âm tin ngắn (short message) cũng như thông tin đa dạng (multimedia) và hội họp bằng điện ảnh (videoconference). Không giống như kĩ thuật quang phổ lan rộng, có một điều tai hại cho kĩ thuật này là vì cùng sử dụng một tần số và cùng một lúc nên sự phá nhiểu của những người sử dụng khác trong cùng một tần số. Phương thức Ða Kết Phân Thời Gian chia những người sử dụng làn sóng (users) bằng thời gian để làm chắc chắn rằng chúng không quấy nhiễu lẫn nhau trong cùng một lúc đang phát tín hiệu Phương thức này cũng tiết kiệm được sự bền bỉ, lâu dài của pin (battery life). Trong khi cuộc điện đàm những máy điện thoại di động sử dụng phương thức đa kết phân thời gian chỉ phát đi từ 1/3 cho đến 1/10 mà thôi. Song tần số 800/1900 Mhz của phương thức Ða Kết Phân Thời Gian cũng có những ích lợi sau đây: Song tần số có những ứng dụng y như nhau, người sử dụng có thể dùng cả hai tần số mà không gặp trở ngại. Với phương thức Ða Kết Phân Thời Gian người sử dụng điện thoại song thức song tần số cũng có thể chuyển từ điện tín qua vô tuyến mà không gặp trỡ ngại. Sử dụng công nghệ TDM qua IP để cung cấp các dịch vụ E1 qua mạng IP Đối với lĩnh vực mạng máy tính và viễn thông, một số lượng lớn người thích sử dụng TDM thay cho IP. TDM qua IP có thể được định nghĩa là mô phỏng lý tưởng của ghép kênh phân chia thời gian qua PSN. PSN là viết tắt của mạng chuyển mạch gói. TDM bao gồm các tín hiệu T1, E1, T3 và E3. Mặt khác, PSN sử dụng IP hoặc MPL hoặc Ethernet. Một công nghệ khác, có liên quan đến khái niệm TDM, là mô phỏng mạch. Công nghệ này đặc biệt có lợi khi cho phép vận chuyển lưu lượng TDM qua các mạng dựa trên tế bào. Vì vậy, hãy gọi nó là TDM qua IP, gọi nó là bộ chuyển đổi E1 sang IP, về cơ bản chúng đều đề cập đến cùng một ứng dụng. Nói cách khác, cũng có thể nói TDM là một dạng pseudowire cụ thể. Tuy nhiên, có một điểm khác biệt cơ bản giữa các loại lưu lượng khác, có thể được chuyển qua đường giả và TDM. Không giống như Ethernet, Frame Relay và ATM, TDM có một số đặc điểm riêng và nó là một dòng bit thực. TDM có một số tính năng khác, về mặt nó có một lợi thế nhất định so với các mạng khác. Các tính năng bổ sung này giúp tận dụng các hệ thống tín hiệu cụ thể, cần thiết để hỗ trợ một số tính năng điện thoại và các cơ chế Quản lý và Vận hành (OAM), được phát triển cực kỳ tốt. Những yếu tố này cần phải được tính đến nếu một cá nhân mong muốn sử dụng TDM trên PSN tiêu chuẩn của họ. Một vấn đề nghiêm trọng khác, cần được giải quyết trong khi triển khai TDM, là khôi phục đồng hồ. Trong các mạng TDM thông thường, các lớp vật lý giúp mang thông tin về thời gian chính xác cùng với dữ liệu TDM. Tuy nhiên, khi một cá nhân cố gắng mô phỏng TDM qua PSN, tính năng này sẽ trở nên thừa và không thể tự thực thi. Tuy nhiên, một yếu tố khác, cần được giải quyết, là việc che giấu mất gói TDM qua IP. Dữ liệu TDM thường được phân phối với tốc độ chuẩn hóa bởi một kênh duy nhất. Có thể dịch vụ gốc của TDM có thể có một số lỗi, nhưng điều tốt là dữ liệu đang được chuyển qua, không bao giờ có thể bị mất trong quá trình vận chuyển. Mặt khác, hầu hết PSN đều bị mất dữ liệu khi nó đang được chuyển từ nguồn này sang nguồn khác ở dạng gói. Sự mất mát dữ liệu này có thể dễ dàng được bù đắp bằng cách sử dụng TDM qua PSN. TDM có thể được sử dụng để mang dòng bit với tốc độ tiêu chuẩn G.703. Tuy nhiên, cũng có những phương pháp cụ thể có sẵn, cho phép một cá nhân mang các luồng bit này trong các đơn vị lớn hơn, mặc dù chúng chứa cùng một số lượng bit. Các bit này còn được gọi là khung. Không giống như các mạng TDM không có khung, nơi tất cả các bit được tạo sẵn cho tải trọng, hệ thống của Framed TDM yêu cầu một cá nhân dành một số lượng bit nhất định trong mỗi khung cho mục đích đồng bộ hóa và thực hiện một số chức năng khác. Loại mạng TDM này thường được sử dụng trong các kênh thoại đa kênh, được biết đến nhiều hơn với tên gọi “TDM được phân kênh”. Xem thêm: Trên đây là một số tìm hiểu của BKAII về TDM, FDM cũng như TDM over IP. Có thắc mắc hay cần thêm thông tin gì các bạn liên hệ BKAII nhé! "BKAII - Thiết bị truyền thông TỐT nhất với giá CẠNH TRANH nhất!" |
