Mã đường truyền (line coding)

Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (LINE CODING) „ GIỚI THIÊU „ CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN GIỚI THIỆU „ Tín hiệu PCM là chuỗi các bit 1 và 0. „ Việc truyền tín hiệu này (từ một bộ ghép kênh đến bộ ghép kênh cấp cấp hơn, đến giá máy viba, hoặc đến giá máy của thiết bị quang) cho dù cự ly ngắn nhưng cũng có thể nhận chúng bị sai nếu truyền không đúng dạng Æ line coding. „ Chuyển từ một dạng mã này sang dạng mã khác trong thiết bị truyền PCM Æ code converter. GIỚI THIỆU (tt) „ Việc chọn mã đường truyền phải lưu ý đến: „ Thành phần dc. „ Tín hiệu định thời để đồng bộ máy phát và máy thu. „ Băng thông. „ Giám sát được chất lượng. GIỚI THIỆU (tt) „ Yeâu caàu ñoái vôùi maõ ñöôøng truyeàn (line code): „ Khoâng coù thaønh phaàn moät chieàu (dc). „ Năng lượng ở tần số thấp phải nhỏ. „ Có nhiều cạnh xung: để khôi phục xung clock ở bộ thu. „ Tín hiệu đã mã hoá phải có khả năng giải mã duy nhất thành tín hiệu gốc. „ Daûi taàn heïpÆ tieát kieäm daûi thoâng ñöôøng truyeàn. „ Bieán ñoåi coù quy luaät sao cho maùy thu kieåm soaùt ñöôïc loãi bit. CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN „ Có hai loại mã đường truyền chính: „ Unipolar. „ Bipolar. „ Xung mã đường truyền được phân làm hai loại: „ Non Return to Zero (NRZ) „ Return to Zero (RZ) CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 RZ CMI NRZ HDB-3 AMI CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) NRZ (100 % unipolar) „ Trên quan điểm mạch: mã NRZ là dạng thông dụng nhất của tín hiệu số (ON-OFF). „ Mã NRZ được sử dụng trong thiết bị ghép kênh, viba số, truyền dẫn quang. CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) NRZ (100 % unipolar) (tt) CLOCK T 1 0 1 0 V V/2 0 NRZ SIGNAL t AMPLITUDE FREQUENCY0 f/2 f 3f/2 2f 5f/2 3f NRZ SPECTRUMDC f=1/T CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) NRZ (100 % unipolar) (tt) „ Tất cả các bit 1 có cực tính dương. „ Phổ có thành phần DC. Giá trị trung bình của DC phụ thuộc vào tỉ số số bit 1/0 của chuỗi tín hiệu (từ 0 volt ÆV volt). Ví dụ: chuỗi 10101010 có thành phần DC là V/2. „ Thành phần tần số cơ bản: f/2. „ Chỉ có hài bậc lẻ. „ Không có biên độ tín hiệu ở tần số clock (f) nên khó tách xung clock ở đầu thu. „ Nếu có nhiễu tác động lên thì không thể tách được. CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) NRZ (100 % unipolar) (tt) „ Mã NRZ không phù hợp cho đường truyền cáp đồng. „ Mã NRZ được sử dụng cho hệ thống tốc độ cao như SONET/SDH (155Mbit/s hoặc cao hơn) nhưng phải được ngẫu nhiên hoá (Scrambled) VÍ DỤ Mà NRZ (100 % unipolar) Cho chuỗi bit sau: 1011001010 Hãy vẽ dạng xung của chuỗi số trên nếu mã thành mã NRZ. 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 NRZ +V 0 QUY TẮC Mà NRZ (100 % unipolar) „ Bit 1 Æ xung dương(+V) „ Bit 0 Æ xung 0 „ Độ rộng xung: bằng độ rộng bit 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 NRZ +V 0 CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) RZ (50 % unipolar) „ Giống như mã NRZ nhưng độ rộng xung giảm còn một nửa. CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) RZ (50 % unipolar) (tt) CLOCK T 1 0 1 0 1 1 0 V DC RZ SIGNAL t AMPLITUDE FREQUENCY0 f 2f 3f 4f 5f 6f RZ SPECTRUMDC CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) RZ (50 % unipolar) (tt) „ Cũng tồn tại thành phần DC. „ Tần số cơ bản bây giờ trùng với tần số xung clock của tín hiệu Æ có thể tách xung clock ở đầu thu khi không tồn tại chuỗi bit 0 kéo dài. „ Không thể phát hiện lỗi khi có nhiễu. Æ sử dụng có giới hạn. Nhưng mã RZ bipolar được sử dụng rộng rãi. VÍ DỤ Mà RZ (50 % unipolar) Cho chuỗi bit sau: 1011001010 Hãy vẽ dạng xung của chuỗi số trên nếu mã thành mã RZ. +V 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 NRZ QUY TẮC Mà RZ (50 % unipolar) „ Bit 1 Æ xung dương(+V) ở nữa chu kỳ đầu và xung 0 ở nữa chu kỳ còn lại của độ rộng bit. „ Bit 0 Æ xung 0 +V 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 NRZ CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) Alternative Mark Inversion AMI (bipolar code) „ Maõ hai cöïc ñoåi daáu laàn löôït „ Ñoä roäng xung baèng nöõa chu kyø xung „ Khoâng chöùa thaønh phaàn moät chieàu „ Quy taéc chuyeån ñoåi: „ Bit 1 trong maõ goác chuyeån thaønh caùc xung +V vaø –V. „ Độ rộng xung: 50%. „ Bit 0 trong maõ goác chuyển thành 0 volt. „ Chöa giaûm ñöôïc soá bit 0 lieân tieáp „ Chæ duøng trong heä thoáng 1,544Mbit/s (G.703) CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) AMI (bipolar code) (tt) CLOCK T 1 0 1 0 1 1 0+V -V AMI CODED SIGNAL t AMPLITUDE FREQUENCY0 f/2 f 3f/2 2f 5f/2 3f AMI SPECTRUM CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) Alternative Digit Inversion ADI (unipolar 100%) „ Cứ ở mỗi bit/digit thứ hai được đảo. „ ADI rất hữu dụng vì cho dù chuỗi các bit 1 hoặc 0 lớn nhưng đầu thu vẫn có thể tách được xung clock. CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) ADI (unipolar 100%)(tt) 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 CLOCK BIT NUMBER I I I I I I PCM SIGNAL BITS TO BE INVERTED ADI SIGNAL MAÕ ÑÖÔØNG TRUYEÀN TRONG PDH „ HDB-3 (High density binary) − Quy tắc chuyển mã: + Các bit 1 trong mã gốc sẽ chuyển thành các xung +V hoặc –V sao cho luôn trái dấu với xung trước đó. + Dãy 3 bit 0 trở xuống sẽ chuyển thành xung 0. + Dãy 4 bit 0 trở lên sẽ được chia thành từng nhóm 4 bit, và chuyển thành 4 xung A00B hoặc 000B, trong đó xung A là xung theo qui tắc, còn xung B là xung trái qui tắc. Xung theo qui tắc là xung trái dấu với xung trước đó, còn xung trái qui tắc là xung cùng dấu với xung trước đó. o 000B nếu xung đứng trước dãy 4 bit 0 trái dấu với xung B đứng trước gần nhất. o A00B nếu xung đứng trước dãy 4 bit 0 cùng dấu với xung B đứng trước gần nhất. VÍ DỤ Mà HDB-3 Cho chuỗi bit sau: 10110010000100000 Hãy vẽ dạng xung của chuỗi số trên nếu mã thành mã HDB-3. 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 + + + 0 0 0 B - - 0 0 0 B +V 0 -V VÍ DỤ Mà HDB-3 Cho chuỗi bit sau: 10110010000100000 Hãy vẽ dạng xung của chuỗi số trên nếu mã thành mã HDB-3. 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 + + 0 0 0 B - - - 0 0 0 B +V 0 -V MAÕ ÑÖÔØNG TRUYEÀN TRONG PDH ƒ Đặc điểm mã HDB-3: − Chæ toàn taïi caùc daõy coù 3 bit 0 lieân tieáp trôû xuoáng − Khoâng chöùa thaønh phaàn moät chieàu − Maõ HDB-3 coù soá bit 0 lieân tieáp ít nhaát so vôùi caùc maõ khaùc (maät ñoä xung doøng cao) − Duøng trong heä thoáng 2Mbit/s vaø 34Mbit/s. CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) Coded Mark Inversion CMI (biphase) „ Các bit 1 luân phiên đảo trạng thái dương và âm. „ Các bit 0 ở trạng thái âm ở nửa chu kỳ đầu và đổi trạng thái ở nửa chu kỳ còn lại. „ Mã CMI được sử dụng trong các hệ thống 139,264Mbit/s (G.703) và SDH 155,52Mbit/s giao tiếp điện (STM-1e) CÁC LOẠI Mà ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) CMI (biphase) (tt) 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 CLOCK NRZ CMI +0.5V 0 -0.5V Ví Dụ: Cho chuỗi bit sau: 1100’1000’0110’0000’0001’010 Hãy vẽ dạng xung của chuỗi bit trên nếu được mã thành: a) NRZ. b) AMI c) HDB-3 d) CMI