TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY

 Giới thiệu về truyền thông không dây Lịch sử của truyền thông không dây  Những ưu điểm và nhược điểm  Phân loại  Ứng dụng hệ thống không dây  Một số khái niệm cơ bản...  Việc tru

 Giới thiệu về truyền thông không dây

 Lịch sử của truyền thông không dây

 Những ưu điểm và nhược điểm

 Phân loại

 Ứng dụng hệ thống không dây

 Một số khái niệm cơ bản

 GIỚI THIỆU VỀ TRUYỀN

THÔNG KHÔNG DÂY

1.3

 Truyền thông là việc chia sẻ ý tưởng và thông tin

◦ Nói cách khác: Truyền thông là hành động truyền hoặc traođổi thông tin, tín hiệu hoặc thông điệp bằng cách nói, dùng

cử chỉ (gesture) hoặc viết ra thông tin, ký hiệu hoặc thôngđiệp đó

 Truyền thông là quá trình truyền tải thông tin từ thực thể này đến thực thể khác.

1.5

Communication Networks

Transmission technology

Broadcast, point – to –

Service

Single service, integrated

Transmission medium

Wired, wireless

 Wireless: vô tuyến, không dùng dây dẫn

 Truyền thông không dây: là việc truyền tải thông tin qua mộtkhoảng cách mà không cần dây dẫn làm môi trường truyền

1.9

 Việc truyền/nhận giọng nói và dữ liệu sử dụng sóng điện từ trong không gian.

◦ Thông tin từ người gửi đến người nhận được thực hiện trênbăng tần xác định (kênh – chanel)

◦ Mỗi kênh có dung lượng và băng thông tần số cố định rate)

(bit-◦ Các kênh khác nhau có thể được sử dụng để truyền tải thôngtin song song và độc lập

 Giả sử quang phổ của 120 KHz được phân bổ một tần

số cơ sở cho truyền thông giữa các trạm A và B

 Mỗi kênh chiếm 40 KHz

1.11

 Infrastructure

 Mobility

1.13

 Mạng có kiến trúc

◦ Sử dụng các node và gateway có dây và không dây

◦ Mỗi node chính được định nghĩa trước vai trò trong mạng

◦ Mạng có kiến trúc: Mạng tế bào, WLAN dùng accesspoint,

 Mạng không có kiến trúc (ad hoc network)

◦ Không có sự sắp xếp trước

◦ Tập hợp ngẫu nhiên các node lại với nhau tạo thành mộtmạng

 3GPP: WCDMA, HSDPA, LTE.

 3GPP2: CDMA2000, EV-DO, UMB

 IEEE: IEEE802.11, IEEE802.16

 Mạng không dây cố định: người dùng đã kết nối được xem như ở yên một chỗ.

 Mạng không dây di động: Một phần trong các thiết bị không dây là di động.

◦ Việc thay đổi điểm kết nối vào mạng có thể được thực hiệnkhi thiết bị vẫn online

◦ Vd: Cellula network, mobile ad hoc network (MANET)

1.17

 Body area networks: như cảm biến được gắn vào người.

 Personal area networks: Home networking, Bluetooth

và ZigBee.

 Local area netwoks: Wireless LAN, Wifi.

 Metropolitan Area Networks (Mạng đô thị): WiMAX

 Wide Area Networks: Cellula và Satellite networks

 Dựa trên phạm vị

 Liên tục (continuous) /tương tự (analog): Lấy tất cả giá trị biên độ (amplitude) có thể có

◦ Mạng Cellula thế hệ cũ

 Số (digital) /rời rạc (Discrete): chỉ lấy một tập hợp giá trị cường độ nhất định

◦ Mạng 2G và các thế hệ sau đó

 Dựa trên loại tín hiệu (signal)

1.21

 Narrowband wireless network: Mạng băng hẹp.

 Broadband wireless network: Mạng băng rộng (UWB, WiMax, LTE, )

LỊCH SỬ CỦA TRUYỀN THÔNG

KHÔNG DÂY

 Truyền thông trực quan (thị giác):

◦ Truyền thông trong tầm nhìn (LOS)

◦ Khoảng cách tầm nhìn tiếp tục được mở rộng bởi các kínhthiên văn

◦ Một số hình thức truyền thông thủa ban đầu:

 Tín hiệu khói, trống, bồ câu đưa thư,…

 Tín hiệu hình ảnh (hoặc semaphore vào năm 1792)

1.25

 Sóng điện từ

◦ 1831: Faraday đã chứng minh cảm ứng điện từ

◦ 1865: Maxwell dự đoán và phát triển lý thuyết về lĩnh vựcđiện từ

◦ 1888: Hertz chứng minh với một thử nghiệm các nhân vậtsóng của truyền điện qua không gian

1.27

 Wireless bắt đầu

◦ 1893: Tesla đã trình diễn đầu tiên của thông tin vô tuyếnkhông dây

◦ 1894: Lodge trình diễn nhận mã Morse tín hiệu bằng cách

sử dụng sóng vô tuyến sử dụng một thiết bị phát hiện

◦ 1896: Marconi đã được trao bằng sáng chế cho phát thanh,được công nhận là bằng sáng chế đầu tiên trên thế giới chođài phát thanh, mặc dù nó được sử dụng các kỹ thuật khácnhau trước đó của Tesla

 Không dây và hệ thống thông tin di động

◦ 1921: radio công văn xe cảnh sát, Detroit

◦ 1928: Truyền thông một chiều, bộ thu di động đầu tiên đã đượccài đặt

◦ 1932: Hệ thống thông tin di động đầu tiên cho phép hai chiềuthông tin liên lạc

◦ 1933: Edwin H.Armstrong phát minh ra radio FM và cấp bằngsáng chế

◦ 1946: Dịch vụ điện thoại di động công cộng đã được giới thiệuđến 25 thành phố trên khắp Hoa Kỳ

◦ 1971: Mạng đầu tiên dựa trên vô tuyến gói, ALOHANET,được phát triển

 Bùng nổ của truyền thông không dây và di động (1)

◦ 1983: Hệ thống di động analog đầu tiên triển khai tại Chicago

◦ 1985: FCC cho phép công nghiệp, khoa học và y tế (ISM) sửdụng băng tần công cộng cho các sản phẩm LAN không dây

◦ 1992: Hệ thống GSM đầu tiên được triển khai

◦ 1994: Chương trình truyền thông UWB không phân loại đầutiên

◦ 1996: HiperLAN (High Performance Radio Local AreaNetwork)

◦ 1997: Wireless LAN - IEE802.11

◦ 1998: UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)như đề xuất của châu Âu cho IMT-2000

1.31

 Bùng nổ của truyền thông không dây và di động (2)

◦ 1999: Bổ sung tiêu chuẩn mạng LAN không dây (IEE 802.11b)Bluetooth cho piconets

◦ 2000: GPRS đầu tiên được xem xét

◦ 2001: Bắt đầu của hệ thống 3G: CDMA2000 tại Hàn Quốc,UMTS thử nghiệm ở châu Âu

◦ 2010: xuất hiện 4G, chuẩn LTE, hoạt động ở dải tần 700MHz,850MHz, 1,9GHz và 2,1GHz

◦ Tháng 10/2014, FCC ban hành một ghi chú về việc mở sóngmilimet (là tần số cao trên 24GHz) để sử dụng cho công nghệ

 NHỮNG ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC

ĐIỂM

1.33

 Không phụ thuộc vào dây dẫn

 Bao phủ toàn cầu

 Xung đột cao hơn và tính đáng tin cậy thấp hơn

 So với mạng có dây

◦ Thấp hơn về: băng thông, tốc độ truyền

◦ Chất lượng dịch vụ: suy giảm

◦ Cao hơn về: thời gian trễ, thời gian thiết lập kết nối

 Các điều kiện hoạt động trên mạng có tính dễ thay đổi

 Giới hạn về tài nguyên

 Nguy cơ về sức khỏe

1.35

 Phổ tần số sử dụng có giới hạn

 Khả năng bảo mật kém hơn trên mạng có dây

 Đường truyền bao giờ cũng là đường truyền dùng chung

 Truyền thanh vô tuyến

 Microwave Transmission

 Sóng hồng ngoại và milimet

 Truyền sóng ánh sáng

1.37

 Dễ tạo, truyền được khoảng cách xa, dễ dàng xâm nhập.

 Nhược điểm:

◦ Phụ thuộc tần số

◦ Băng thông tương đối thấp cho truyền thông dữ liệu

◦ Chịu sự cấp phép chặt chẽ của chính phủ

 Sử dụng rộng rãi cho thông tin liên lạc đường dài.

 Cung cấp tỷ lệ S / N cao, tương đối rẻ tiền.

 Nhược điểm:

◦ Không đi qua các tòa nhà

◦ Phụ thuộc vào thời tiết và tần số

1.39

 Sử dụng rộng rãi cho thông tin liên lạc tầm ngắn.

 Không thể đi qua các vật thể rắn.

 Được sử dụng cho mạng LAN không dây trong nhà, không cho ngoài trời.

 Tín hiệu quang học không điều khiển.

◦ Kết nối hai mạng LAN ở hai tòa nhà thông qua tia laser gắntrên mái nhà

 Nhiều hướng, dễ dàng cài đặt, không cần có giấy phép.

 Nhược điểm:

◦ Không thể xuyên qua mưa hoặc sương mù dày đặc

◦ Chùm tia laser có thể dễ dàng chuyển hướng bằng không khíhỗn loạn

1.41

 Dãy so sánh hệ thống không dây

 ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG

KHÔNG DÂY

1.43

 Hệ thống tế bào (Cellular Systems)

 Mạng không dây cục bộ (Wireless LANs)

 Hệ thống truyền hình vệ tinh (Satellite Systems)

 Mạng không dây cá nhân (Wireless PANs) (bluetooth, UWB)

 Mạng không dây Ad hoc

 Mạng cảm biến

 Mạng điều khiển phân tán

 Các hệ thống Ultra Wideband (UWB)

 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

 Là số chu kỳ trong một đơn vị thời gian.

◦ Để tiện dụng, tần số thường được đo bằng số chu kỳ trên giây (cps) với đơn

vị là Hertz (Hz) (60 cps = 60 Hz).

1 kHz = 1000 Hz 1 mHz = 1000 kHz 1 GHz = 1000 mHz

1.47

 Là tốc độ dao động trong phạm vi khoảng 3 kHz đến

300 GHz

 Tương ứng với tần số của sóng vô tuyến và dòng điện xoay chiều mang các tín hiệu vô tuyến.

 Trong viễn thông, một băng – đôi khi được gọi là băng tần – là một dải tần số xác định trong phổ tần số

 Băng thông (độ rộng của một băng tần điện từ): là lượng

dữ liệu có thể được gửi qua một kết nối mạng.

 Được sử dụng để mô tả “tốc độ” của một kết nối giữa 2 thiết bị, được tính bằng số bit/giây (bps) hoặc số byte/giây.

 Trong viễn thông và mạng máy tính, một kênh truyền thông là một phương tiện truyền dẫn vật lý như dây dẫn, hoặc một kết nối logic qua một phương tiện ghép kênh như kênh radio.

 Kênh được sử dụng để truyền tải một tín hiệu thông tin, (như một dòng bit số, từ một hoặc một vài senders (or transmitters) tới một hoặc một vài receivers).

 Kênh có một khả năng truyền nhất định, thường được

đo bằng băng thông của nó (Hz) hoặc tốc độ truyền

dữ liệu (bps).

1.53

 Một tín hiệu analog là tín hiệu liên tục bất kỳ, với thành phần (biến) thay đổi theo thời gian của tín hiệu là một biểu diễn của một đại lượng thay đổi theo thời gian nào

đó, tương tự với một tín hiệu thay đổi theo thời gian khác.

 Digital thể hiện công nghệ điện phát sinh, lưu trữ, và xử lý dữ liệutheo 2 trang thái: tích cực và không tích cực

◦ Tích cực: biểu diễn bởi số 1

◦ Không tích cực: biểu diễn bởi số 0.

 Dữ liệu được truyền hoặc lưu trữ với công nghệ số được thể hiệnnhư một chuỗi các ký hiệu 0 và 1

1.55