BỘ MÔN: ĐIỆn tử viễn thôNG

Như đã biết, mạng điện thoại ngày nay phát triển dựa trên cơ chế truyền tiếng nói giữa các máy điện thoại, bằng việc truyền tín hiệu tương tự trong các cáp đồng xoắn đôi và ghép kênh phân chia tần số FDM; dùng trong các tuyến đường dài để kết hợp truyền nhiều kênh thoại trong một cáp đồng trục.

Vào đầu những năm 1970, các hệ thống truyền dẫn số bắt đầu xuất hiện sử dụng phương thức điều chế xung mã PCM. PCM cho phép truyền tín hiệu tương tự ở dạng nhị phân. Sử dụng phương thức này, tín hiệu thoại tương tự chuẩn 4 kHz có thể truyền dưới dạng luồng tín hiệu số 64 kbit/s.

Các nhà kỹ thuật đã nhận thấy khả năng hạ giá thành sản xuất các hệ thống truyền dẫn bằng cách kết hợp một số kênh PCM và truyền chúng trong một đôi cáp đồng xoắn mà trước đây chỉ dùng để truyền một tín hiệu tương tự duy nhất.

Phương thức ghép nhiều kênh 64 kbit/s thành một luồng bit tốc độ cao duy nhất còn được gọi là ghép kênh phân chia thời gian TDM. Một cách đơn giản, mỗi byte của mỗi kênh đầu vào theo thứ tự được đưa xuống kênh tốc độ cao ở đầu ra. Quá trình xử lý này còn được gọi là “chèn byte tuần tự”.

Ở châu Âu và sau đó là rất nhiều nơi trên thế giới, sơ đồ TDM chuẩn được sử dụng để ghép 30 kênh 64 kbit/s, cùng với 2 kênh điều khiển kết hợp tạo thành một kênh có tốc độ 2,048 Mbit/s. Do nhu cầu sử dụng điện thoại tăng lên, kênh chuẩn tốc độ 2 Mbit/s không đủ cho lưu lượng tải trên mạng trung kế. Để tránh không phải sử dụng quá nhiều kết nối 2 Mbit/s thì cần tạo ra một mức ghép kênh cao hơn. Châu Âu đưa ra chuẩn ghép 4 kênh 2 Mbit/s thành một kênh 8 Mbit/s. Tiếp đó do nhu cầu sử dụng ngày càng tăng, các mức ghép kênh cao hơn nữa được xây dựng thành chuẩn, tạo ra một phân cấp đầy đủ các tốc độ bit là 34 Mbit/s, 140 Mbit/s và 565 Mbit/s.

Cùng với phát triển phân cấp truyền dẫn số ở châu Âu, khu vực Bắc Mỹ cũng phát triển phân cấp riêng của mình. Sử dụng nguyên tắc chung như nhau, nhưng phân cấp Bắc Mỹ khác phân cấp châu Âu ở chỗ tốc độ bit của nó thấp hơn, đó là 1,5 Mbit/s, 6 Mbit/s và 45 Mbit/s. Tuy nhiên, khác biệt này đã làm cho liên kết hoạt động giữa 2 phân cấp trở nên phức tạp và tốn kém.

2.2 Kỹ thuật phân cấp số cận đồng bộ PDH

2.2.1 Nguyên tắc cơ bản của PDH

Khi ghép các kênh 2 Mbit/s, tín hiệu các kênh được phát ra từ các thiết bị khác nhau, tốc độ bit không hoàn toàn như nhau. Do vậy, trước khi ghép kênh, tốc độ của chúng được đưa về một tốc độ bit duy nhất bằng cách bổ sung thêm các bit thông tin gọi là “các bit chèn”. Khi tách kênh, các bit chèn được nhận dạng và loại bỏ chỉ còn lại tín hiệu ban đầu. Quá trình xử lý này gọi là thao tác cận đồng bộ.

Quá trình ghép kênh từ tốc độ thấp lên tốc độ cao như mô tả ở trên xảy ra ở mọi mức phân cấp ghép kênh, các bit bổ sung được bổ sung ở từng mức một. Việc áp dụng cơ chế cận đồng bộ trên toàn bộ phân cấp đã hình thành thuật ngữ “phân cấp số cận đồng bộ”, viết tắt là PDH.