Bài giảng Tổng quan về viễn thông - Lê Thanh Thủy với kết cấu gồm 4 chương giới thiệu những nội dung chính về mạng viễn thông, dịch vụ viễn thông và kỹ thuật viễn thông. Mời các bạn tham khảo nội dung chi tiết.
Trang 1T ng quan v vi n thông ổ ề ễ
Giảng viên: Lê Thanh Thủy
Điện thoại/E-mail: thuyvt1@yahoo.com
Bộ môn: Tín hiệu và hệ thống- KhoaViễn thông 1
Học kỳ/Năm biên soạn: II/ 2012
Trang 2Lý thuy t ế
Chương 1: Gi i thi u chungớ ệ
Chương 2: M ng vi n thôngạ ễ
Chương 3: D ch v vi n thôngị ụ ễ
Chương 4: K thu t vi n thông ỹ ậ ễ
Bài t p, ti u lu n (chia nhóm, m i nhóm không quá 5 sinh ậ ể ậ ỗ viên).
1. Tìm hi u v các v n đ :ể ề ấ ề
+ M ng cung c p d ch v hi n t i c a Vi t Nam. Nhóm trình bày ạ ấ ị ụ ệ ạ ủ ệ
t ng quan v m ng vi n thông chung ổ ề ạ ễ
+ Kĩ thu t vi n thông, d ch v /m ng cung c p d ch v hi n t i c a ậ ễ ị ụ ạ ấ ị ụ ệ ạ ủ
Vi t Nam ệ
2. M i sinh viên tìm hi u và tr l i n i dung riêngỗ ể ả ờ ộ
Trang 3Chuyê n
c ần / T ư c ác h
10%
KT Viết trắc nghiệm
20%
Bài tập 10%
Trang 4[1] Bài gi ng môn h c ả ọ (2009).
[2] Moore M. S.: Telecommunications: A Beginner’s Guide.
McGrawHill, 2002
[3] Aattalainen T.: Introduction to Telecommunications Network Engineering. Artech House, 1999.
Trang 5 Các khái ni m thông tin, truy n thông và vi n ệ ề ễ thông
B n tin và ngu n tin ả ồ
Tín hi u, mã hoá và đi u ch ệ ề ế
Các lo i kênh truy n thông ạ ề
Khái ni m m ng vi n thông ệ ạ ễ
Ý nghĩa c a v n đ chu n hoá ủ ấ ề ẩ
Các t ch c chu n hóa qu c t , khu v c và qu c gia ổ ứ ẩ ố ế ự ố
Trang 6L ch s vi n thông ị ử ễ
Đi n báo c a Samuel Morse 18381866 ệ ủ
Đi n tho i (telephony) 18761899 ệ ạ
Alexander Graham Bell phát minh ra đi n tho i 1876ệ ạ
Xu t hi n t ng đài đ u tiên v i 08 đấ ệ ổ ầ ớ ường dây
Almond Strowger sáng ch ra t ng đài c đi n ki u t ng n c ế ổ ơ ệ ể ừ ấ(Stepbystep 1887)
Truy n hình (Television) 19231938 ề
Radar và vi ba 19381945
Truy n thông v tinh 1955 ề ệ
Internet 19801983
Trang 7Thông tin (information)
Thông tin: Các tính ch t xác đ nh c a v t ch t đ ấ ị ủ ậ ấ ượ c
ti p nh n b i nhà quan sát t th gi i v t ch t xung ế ậ ở ừ ế ớ ậ ấ quanh.
Thông tin (tin t c): s hi u bi t hay tri th c, có kh ứ ự ể ế ứ ả năng đ ượ c bi u di n d ể ễ ướ i nh ng d ng thích h p cho ữ ạ ợ quá trình trao đ i, truy n đ a, l u gi hay x lý ổ ề ư ư ữ ử
Các d ng c b n: ạ ơ ả Âm thanh, Hình nh, D li u ả ữ ệ (có thu c ộ tính chung: ch a đ ng ý t ng trong ho t đ ng t duy c a con ng i.) ứ ự ưở ạ ộ ư ủ ườ
Ví d :ụ
+ Âm thanh (ti ng nói, âm nh c …) ế ạ
+ Hình nh (hình nh tĩnh, hình nh đ ng, đ h a …) ả ả ả ộ ồ ọ
+ D li u (ch vi t, ký t , con s , đ th ) ữ ệ ữ ế ự ố ồ ị
… đa ph ươ ng ti n ệ
Trang 8 Truy n thông (communication) ề
ho c là s trao đ i thông tin qua l i gi a hai ặ ự ổ ạ ữ
ho c nhi u bên. ặ ề
Ví d : ụ
+ b u chính (th , b u ph m, b u ki n…) ư ư ư ẩ ư ệ
+ vi n thông (đi n tho i, đi n báo, video, ễ ệ ạ ệ truy n d li u … ). ề ữ ệ
Trang 9tin (trao đ i hay qu ng bá thông tin) gi a các ổ ả ữ
Bao g m b t k ho t đ ng liên quan t i vi c ồ ấ ỳ ạ ộ ớ ệ
phát/nh n tin t c ậ ứ (âm thanh, hình nh, ch ả ữ
vi t, d li u, …) ế ữ ệ qua các ph ươ ng ti n truy n ệ ề thông (h u tuy n nh đ ữ ế ư ườ ng dây kim lo i, cáp ạ
t khác). ừ
Trang 10di
động
Truyền dữ
…
Song hư ớ ng
Trang 11 Các khái ni m thông tin, truy n thông và vi n thông ệ ề ễ
B n tin và ngu n tin ả ồ
Tín hi u, mã hoá và đi u ch ệ ề ế
Các lo i kênh truy n thông ạ ề
Khái ni m v m ng vi n thông ệ ề ạ ễ
Ý nghĩa c a v n đ chu n hoá ủ ấ ề ẩ
Các t ch c chu n hóa qu c t , khu v c và qu c gia ổ ứ ẩ ố ế ự ố
Trang 12 B n tin: ả
Thông tin đ ượ c th hi n m t ể ệ ở ộ d ng ạ th c nh t ứ ấ
đ nh đ ị ượ c g i là b n tin. ọ ả
D ng th hi n có th là ạ ể ệ ể
văn b n ả
b n nh c ả ạ
hình vẽ
đo n tho i… ạ ạ
M t b n tin ch a đ ng m t l ộ ả ứ ự ộ ượ ng thông tin c ụ
th , có ngu n và đích xác đ nh c n đ ể ồ ị ầ ượ c
Trang 13 Ngu n tin: Ngu n tin là n i s n sinh hay ồ ồ ơ ả
ch a các b n tin c n truy n. ứ ả ầ ề
Trang 14Vớ d : Mụ hỡnh h th ng truy n thụng tho i 2 chi u ụ ệ ố ề ạ ề
TBĐ C phá t/thu giọng nói
Môi trư ờng truyền dẫn (cá p đồng, cá p quang, vô tuyến…)
TBĐ C thu/phá t giọng nói
Bản tin Tín hiệu phát/thu Tín hiệu thu/phát Bản tin
Phá t/nhận
tin (giọng
nói)
Nhận/phá t tin (giọng nói)
Trang 15 Các khái ni m thông tin, truy n thông và vi n thông ệ ề ễ
B n tin và ngu n tin ả ồ
Tín hi u, mã hoá và đi u ch ệ ề ế
Các lo i kênh truy n thông ạ ề
Khái ni m m ng vi n thông ệ ạ ễ
Ý nghĩa c a v n đ chu n hoá ủ ấ ề ẩ
Các t ch c chu n hóa qu c t , khu v c và qu c gia ổ ứ ẩ ố ế ự ố
Trang 16 Theo đ c tính hàm s : tín hi u t ng t /tín hi u s ặ ố ệ ươ ự ệ ố
Theo thông tin (ngu n tin): tín hi u âm thanh (trong đó có tín ồ ệ
hi u tho i, tín hi u ca nh c …); tín hi u hình nh (hình nh tĩnh, ệ ạ ệ ạ ệ ả ả hình nh đ ng …); tín hi u d li u ả ộ ệ ữ ệ
Theo năng l ng mang: tín hi u đi n, tín hi u quang … ượ ệ ệ ệ
Theo vùng t n s : tín hi u âm t n, tín hi u cao t n, tín hi u siêu ầ ố ệ ầ ệ ầ ệ
Trang 17 Phân lo i tín hi u theo đ c tính hàm s : ạ ệ ặ ố
C n nh r ng, tín hi u tầ ớ ằ ệ ương t và tín hi u s có th cùng ự ệ ố ể
t i m t thông tin và có th đả ộ ể ược chuy n đ i l n nhau. ể ổ ẫ
Trang 20Mã hóa ngu n ( ồ source coding):
l ượ ng kênh truy n. ề
tho i, s li u ho c hình nh. ạ ố ệ ặ ả
Trang 21Hình nh ả (image)
JPEG, GIF, PCX, TIFF
Trang 23chuy n đ i tín hi u analog thành tín hi u ể ổ ệ ệ số
Trang 24Điều xung mã PCM được đặc trưng bởi 3 quá trình :
Đ ng ưở truy n ề
Tín hi u ệ
analog V PAM
Chuy n đ i A ể ổ /D Chuy n đ i Dể ổ /A
Trang 25Hình 1.2 L y m u tín hi u analog ấ ẫ ệ
Trang 261 Lượng tử hóa đều : Chia biên độ xung lấy mẫu thành các khoảng đều nhau, mỗi khoảng là một bước lượng tử đều ∆
i B c l ng t đ u ướ ượ ử ề
Trang 272 Lượng tử hóa
không đều : Chia
biên độ xung lấy mẫu
thành các khoảng
không đều nhau theo
nguyên tắc khi biên
độ xung lấy mẫu
Hình 1.9 L ng t hóa không đ u ượ ử ề
i B c l ng t không đ u ướ ượ ử ề
M c l ng t ứ ượ ử
Trang 2864 128 256 512 10240
I II III IV V
VI
VII
Hình 1.10 Nhánh d ng đ c tính biên đ b mã hóa ươ ặ ộ ộ nén s A ố = 87,6/13
2048 V vào
Trang 293 Hoạt động của bộ mã hóa nén số.
Xác định bit dấu b1
Xác định mã đoạn b2b3b4
Xác định bước trong đoạn : b5b6b7b8
Dựa vào các bảng nguồn điện áp mẫu để xác định 8 bít
theo phương pháp so sánh
Trang 30Bảng nguồn điện áp mẫu
T.T đoạn Mã đoạnb 2 b 3 b 4 Điện áp mẫu chọn bước trong đoạn
b 8 b 7 b 6 b 5
Điện áp mãu đầu đoạn
∆ 2∆
0 I II III IV V VI VII
Bảng 1.1 - Các nguồn điện áp mẫu
Trang 311 Tính t c đ lu ng bít d li u sau mã hoá trong tr ố ộ ồ ữ ệ ườ ng h p tín ợ
hi u có d i t n là 010.000Hz, dùng 200 b ệ ả ầ ướ ượ c l ng t đ l ử ể ượ ng
t hoá tín hi u này và thêm 56 b ử ệ ướ ượ c l ng t đ d phòng trong ử ể ự
t ươ ng lai. Trong quá trình mã hoá d phòng thêm 4 bit. ự
3 Tính t c đ lu ng bít d li u sau mã hoá trong tr ố ộ ồ ữ ệ ườ ng h p tín ợ
hi u có d i t n là 04.000.000Hz, dùng 500 b ệ ả ầ ướ c l ượ ng t đ ử ể
l ượ ng t hoá tín hi u này và thêm 12 b ử ệ ướ ượ c l ng t đ d phòng ử ể ự trong t ươ ng lai. Trong quá trình mã hoá d phòng thêm 1 bit. ự
2 Tính t c đ lu ng bít d li u sau mã hoá trong tr ố ộ ồ ữ ệ ườ ng h p tín ợ
hi u có d i t n là 3004000Hz, dùng 2048 b ệ ả ầ ướ c l ượ ng t đ ử ể
l ượ ng t hoá. ử
Trang 33 Đi u ch ề ế (Modulation)
Thông tin c n truy n đ ầ ề ượ c tr n l n v i sóng mang nh đi u ch ộ ẫ ớ ờ ề ế
C n quá trình đi u ch : vì tin t c c a tín hi u, nh ti ng nói ch ng h n, ầ ề ế ứ ủ ệ ư ế ẳ ạ
TÝn hiÖu ® î c ® iÒu chÕ theo tÇn sè
Trang 34Đi u ch ề ế (Modulation)
Có 2 ki u đi u ch đ ể ề ế ượ c s d ng r ng rãi: ử ụ ộ
H th ng vô tuy n s : bi n đ i tín hi u ti ng nói thành xung mã, sau ệ ố ế ố ế ổ ệ ế
đó s d ng QAM/ PM đ chuy n dòng xung theo tín hi u vô tuy n ử ụ ể ể ệ ế
Các hình th c đi u ch s : ứ ề ế ố
Khóa d ch biên đ (PAK). ị ộ
Khóa d ch t n (FSK) ị ầ
Trang 35Đi u ch ề ế ASK:
+ Khái niệm:
Sóng mang có biên độ biến đổi theo dạng sóng tín hiệu điều chế.
- Khi bit thông tin có giá trị logic 1 thì biên độ Max tín hiệu là As
- Khi bit thông tin có giá trị logic 0 thì biên độ tín hiệu xấp xỉ là 0.
Sóng mang: Es(t) = A S .Cos( 0 t + 0 )
Tín hiệu điều biến: x = x(t)
Tín hiệu ASK: EASK(t) =m.x(t). A S .Cos( 0 t + 0 ]
Với: AS là biên độ cực đại tín hiệu; 0 là tần số tín hiệu
0 là pha ban đầu của tín hiệu; m là hệ số điều chế
Trang 36Đi u ch ề ế FSK:
+ Khái niệm:
Sóng mang có tần số biến đổi theo dạng sóng tín hiệu điều biến.
- Khi bit thông tin có giá trị logic 1 thì tần số tín hiệu là 1
- Khi bit thông tin có giá trị logic 0 thì tần số tín hiệu là 2
Trang 37Đi u ch ề ế PSK:
+ Khái niệm:
Sóng mang có pha biến đổi theo dạng sóng tín hiệu điều biến.
- Khi bit thông tin có giá trị logic 1 thì tần số tín hiệu là 1
- Khi bit thông tin có giá trị logic 0 thì tần số tín hiệu là 2
Tín hiệu PSK: EPSK(t) =. A S .Cos[ 0 t + m.x(t). 0 ]
Với: AS là biên độ cực đại tín hiệu; 0 là tần số tín hiệu
0 là pha ban đầu của tín hiệu; m là hệ số điều chế
Trang 38 Bài t p v đi u ch s : ậ ề ề ế ố
1 VÏ d¹ng sãng tÝn hiÖu t¹i c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra bé ®iÒu chÕ ASK, víi tÝn hiÖu ®Çu vµo bé ®iÒu biÕn lµ tÝn hiÖu sè øng víi d·y bit
Trang 39 Các khái ni m thông tin, truy n thông và vi n thông ệ ề ễ
B n tin và ngu n tin ả ồ
Tín hi u, mã hoá và đi u ch ệ ề ế
Các lo i kênh truy n thông ạ ề
Khái ni m m ng vi n thông ệ ạ ễ
Ý nghĩa c a v n đ chu n hoá ủ ấ ề ẩ
Các t ch c chu n hóa qu c t , khu v c và qu c gia ổ ứ ẩ ố ế ự ố
Trang 40 M t HTTT g m: ộ ồ TBĐC(thiê t bi đâ u cuô i ), thi t b truy n d n; ́ ̣ ̀ ́ ế ị ề ẫ thi t b thu/phát ế ị (đ t cách xa nhau ho c n i ti p nhau). ặ ặ ố ế Môi tr ng ườ
v t ch t và k thu t qua h th ng và đ c t o s n, đ truy n ậ ấ ỹ ậ ệ ố ượ ạ ẵ ể ề
đ c m t tín hi u đ c l p đ c g i là ượ ộ ệ ộ ậ ượ ọ m t kênh ộ Có nhi u khái ề
ni m kênh. ệ
Các thi t b đ u cu i ế ị ầ ố x lý ử kênh thông tin.
Môi trường k thu t đỹ ậ ượ ạc t o ra xuyên su t HTTT và truy n đố ề ược
1 thông tin đ c l p (kênh tho i; d li u; video ).ộ ậ ạ ữ ệ
Thi t b truy n d n ế ị ề ẫ k thu t s (KTS digital trasmission channels) ỹ ậ ố
x lý các ử kênh truy n d nkênh truy n d nềề ẫẫ KTS.
Tương ng v i các tín hi u KTS (kênh E1, T1, STM1 ). Trong ứ ớ ệthi t b truy n d n, kênh truy n d n đế ị ề ẫ ề ẫ ượ ạc t o ra v i t c đ bít c ớ ố ộ ố
đ nh theo chu n chung (ị ẩ 64kb/s; 2048 kb/s ; 155,2 Mb/s )
Trang 41M ng vi n thông: Telecommunications Network ạ ễ
M ng: liên thông gi a các nút/thi t b (t o nên HTTT) và các h ạ ữ ế ị ạ ệ
th ng qu n lý, giám sát, báo hi u, v n hành, b o dố ả ệ ậ ả ưỡng, an ninh
…
M ng vi n thông: H th ng thi t b , c c u và th t c giúp các ạ ễ ệ ố ế ị ơ ấ ủ ụthi t b ngế ị ười dùng k t n i t i m ng có th trao đ i thông tin có ý ế ố ớ ạ ể ổnghĩa
H th ng vi n thông/ HTTT: x lý và phân ph i thông tin t ệ ố ễ ử ố ừ
m t v trí này sang v trí khác. Đôi khi g i là h th ng thông ộ ị ị ọ ệ ố tin (information system). M t h th ng thông tin bao g m các ộ ệ ố ồ thành ph n: B mã hóa, b phát, môi tr ầ ộ ộ ườ ng truy n d n, b ề ẫ ộ thu, b gi i mã ộ ả
B mã ộ hoá B phátộ
Môi tr ng ườ truy n d n ề ẫ B thuộ B gi i mãộ ả
Thông
tin
Thông tin
Trang 42Standards:
Trang 43 Ý nghĩa c a v n đ chu n hoá ủ ấ ề ẩ
Qu c t ố ế
Khu v c ự
Qu c gia … ố
Trang 44 Vì sao c n ph i chu n hóa? ầ ả ẩ
1. Kh năng liên v n hành ả ậ
2. Đ m b o ch t l ả ả ấ ượ ng
3. Nh t quán khi phát tri n ấ ể
4. Hi u qu giá thành ệ ả
Các tiêu chu n thúc đ y c nh tranh lành m nh ẩ ẩ ạ ạ
Các chu n chung s d n t i có m t s cân b ng v kinh t gi a y u t k ẩ ẽ ẫ ớ ộ ự ằ ề ế ữ ế ố ỹ thu t và s n xu t ậ ả ấ
Các tác đ ng v quy n l i chính tr s d n t i hình thành nhi u chu n ộ ề ề ợ ị ẽ ẫ ớ ề ẩ khác nhau.
Các tiêu chu n qu c t s đe do các ngành công nghi p c a các n ẩ ố ế ẽ ạ ệ ủ ướ c
l n nh ng là các c h i t t cho cho ngành công nghi p c a các n ớ ư ơ ộ ố ệ ủ ướ c nh ỏ
Các chu n chung s làm cho các h th ng thu c các nhà cung c p khác ẩ ẽ ệ ố ộ ấ nhau có th k t n i v i nhau ể ế ố ớ
Các tiêu chu n giúp cho ng ẩ ườ ử ụ i s d ng và các nhà đi u hành m ng, các ề ạ
Trang 46Các t ch c chu n hóa qu c gia ổ ứ ẩ ố
Suomen tasavalta Federal Standazation
Trang 47European Telecommunications
Standards Institude
Federal Communication Commission
Electronic Industry Association
Institute of Electrical and Electronic Engineers Conférence Européene de Postes
Comitee Européene de Nomalisation
Trang 48Standarrdization
Trang 49 L c l ự ượ ng đ c nhi m v k thu t Internet (IETF) ặ ệ ề ỹ ậ quan tâm t i vi c chu n hóa các giao th c TCP/IP ớ ệ ẩ ứ cho Internet
Di n đàn ph ễ ươ ng th c truy n thông d b (ATMF) ứ ề ị ộ
Di n đàn qu n lý m ng … ễ ả ạ
Trang 50 IETF ( I nternet E ngineering T ask F orce): L c ự
l ượ ng đ c nhi m v k thu t Internet ặ ệ ề ỹ ậ
RFCs (Request For Comments)
Trang 511948 ITU headquarters transferred to Geneva
1992 three sectors in ITU
1932 Combining Telegraph and Radiotelegraph
International Telecommunication Union
Trang 52 L ch s và xu h ị ử ướ ng phát tri n c a ể ủ
Các ph n t c a m ng vi n thông ầ ử ủ ạ ễ
Trang 54 L ch s ị ử
(Primitive Telegraph before Morse)
Trang 55 M ng đi n tho i công c ng ạ ệ ạ ộ
T ng ổđài
T ng ổđài
T ng ổđài
T ng ổđài
Trang 56 M ng truy n s li u: truy n s li u gi a các ạ ề ố ệ ề ố ệ ữ máy tính d li u. ữ ệ
Th ườ ng g p là m ng X25 (chuy n gói) và FR (khung) ặ ạ ể
M ng X25 ạ
Trang 57M ng truy n s li u (FR) ạ ề ố ệ
Trang 58 M ng thông tin di đ ng ạ ộ
M ng đi n tho i t ong c m tay đ u tiên ạ ệ ạ ổ ầ ầ
Trang 59BSC MSC
PDSN
Trang 60 M ng máy tính: C u trúc ạ ấ
H× nh sao (star) Chu tr× nh (loop) L í i (mesh) C©y (tree)
Vßng (ring) Xa lé (bus)
Trang 62 Các ph n t c a m ng vi n thông ầ ử ủ ạ ễ
Khái ni m v nút và liên k t ệ ề ế
Khái ni m m ng lõi và m ng truy nh p ệ ạ ạ ậ
Các thi t b m ng ế ị ạ
Thi t b đ u cu i ế ị ầ ố
Trang 63
Thuê bao
Thuê
bao
• Nút: m t đi m trung gian trên m ng Nút ộ ể ạ
vi n thông n i th c hi n k t n i t m ễ ơ ự ệ ế ố ạ
th i gi a các đ u vào và đ u ra theo ờ ữ ầ ầyêu c u.ầ
• Các liên k tCác liên k tếế : các đường truy n d n ề ẫtín hi u liên t c gi a hai đi m trên ệ ụ ữ ể
m ng. M t liên k t: m t m t đạ ộ ế ộ ộ ường truy n d n v t lý, m t băng t n trong ề ẫ ậ ộ ầ
h th ng FDM hay m t khe th i gian ệ ố ộ ờtrong h th ng TDM. Các liên k t ệ ố ế ởđây ngoài môi trường truy n d n còn ề ẫbao g m c các phồ ả ương ti n đ k t ệ ể ế
n i chúng.ố
Trang 64 Khái ni m m ng truy nh p và m ng lõi: ệ ạ ậ ạ
M ng truy nh p (Access Network): ạ ậ . M t ph n c a m ng vi n thông, trong m ng PSTN nó th c ộ ầ ủ ạ ễ ạ ự
hi n k t n i các thuê bao v i các t ng đài n i h t. ệ ế ố ớ ổ ộ ạ. Ph n m ng: t đi m cung c p (nút truy nh pAccess Point) ầ ạ ừ ể ấ ậ
d ch v đ n khách hàng, là m ng trung gian cho phép ngị ụ ế ạ ười dùng có th s d ng để ử ụ ược các d ch v t nhà cung c p d ch ị ụ ừ ấ ị
v (Service ProviderSP).ụ
Các m ng truy nh p đạ ậ ược k t n i t i m ng lõi m ng n n ế ố ớ ạ ạ ề
t ng đ cung c p các d ch v tả ể ấ ị ụ ương ng.ứ
M ng lõi g m các h th ng chuy n m ch, đ nh tuy n đạ ồ ệ ố ể ạ ị ế ường
tr c và các h th ng truy n d n đụ ệ ố ề ẫ ường tr c (backbone), trên ụ