Bài giảng tổng quan về viễn thông

1
1
BÀI GIẢNG
BÀI GIẢNG


T ng quan vi n thôngổ ễ
T ng quan vi n thôngổ ễ
2
2
Lịch sử phát triển viễn thông
Lịch sử phát triển viễn thông
•
1836-1866: Điện báo, kỹ thuật ghép kênh, cáp nối qua Đại tây dương
•
1876-1899: Điện thoại (A.G. Bell), tổng đài điện thoại, chuyển mạch tự
động từng nấc
•
1887-1907: Điện báo không dây (Marconi) nối từ tầu biển vào bờ trên ĐTD
•
1820-1828: Lý thuyết truyền dẫn (Carson, Nyquist, Johnson, Hartley)
•
1923-1938: Truyền hình, ống tia âm cực chân không (DuMont), phát thanh
quảng bá
•
1948-1950: Lý thuyết thông tin (Shannon), các mã sửa lỗi (Hamming,
Golay), ghép kênh theo thời gian ứng dụng vào điện thoại
•
1960: Mô phỏng laser (Maiman)
•
1962: Thông tin vệ tinh Telstar I

•
1962-1966: DV truyền số liệu được đưa ra thương mại; PCM khả thi cho
truyền dẫn tín hiệu thoại và truyền hình; lý thuyết truyền dẫn số, mã sửa
sai (Viterbi)
3
3
Lịch sử phát triển viễn thông
Lịch sử phát triển viễn thông
•
1964: Khai thác các hệ thống chuyển mạch
•
1970-1975: CCITT phát triển các tiêu chuẩn về PCM
•
1975-1985: Hệ thống quang dung lượng lớn, chuyển mạch tích hợp
cao, các bộ vi xử lý tín hiệu số; Mạng di động tổ ong hiện đại được đưa
vào khai thác (NMT, AMPS); Mô hình tham chiếu OSI (tổ chức ISO)
•
1985- 1990: LAN, ISDN được chuẩn hoá, các DV truyền SL phổ biến,
truyền dẫn quang thay cáp đồng trên các đường truyền dẫn băng rộng
cự ly xa, phát triển SONET, chuẩn hoá và khai thác GSM, SDH
•
1990-1997: GSM tế bào số, truyền hình vệ tinh phổ biến rộng rãi trên
thế giới; Internet mở rộng nhanh chóng nhờ WWW
•
1997-2000: Viễn thông mang tính cộng đồng, phát triển rộng rãi GSM,
CDMA; Internet phát triển; WAN băng rộng nhờ ATM, LAN Gb
•
2001: HDTV, di động 3G, các mạng băng rộng, các hệ thống truy nhập
đưa các dịch vụ đa phương tiện tới mọi người
4

4
Các khái niệm cơ bản
Các khái niệm cơ bản
Sự hiểu biết, tri thức có khả năng
được biểu diễn dưới những dạng
thích hợp cho quá trình trao đổi,
truyền đưa, lưu giữ hay xử lý
•
Truyền thông
•
Viễn thông
•
Mạng viễn thông
Quá trình trao
đổi thông tin
•
Thông tin
Quá trình
trao đổi
thông tin hay
quảng bá
thông tin ở
cự ly xa nhờ
các hệ thống
truyền dẫn
điện từ
Tập hợp các nút mạng và đường
truyền dẫn để hình thành các
tuyến nối giữa 2 hay nhiều điểm
khác nhau để thực hiện 1 quá trình

truyền thông
5
5
Các khái niệm cơ bản
Các khái niệm cơ bản


Tín hiệu
Tín hiệu
Là dạng hiển thị của thông tin được chuyển từ
nơi này sang nơi khác
Tín hiệu biến đổi liên
tục theo thời gian
t
f(t)
Tín hiệu rời rạc theo thời gian mà trong đó
thông tin được hiển thị bằng 1 số giá trị xác
định
t
f(t)
0 1 0 1 1 0 0 1 1 1


Tín hiệu tương tự
Tín hiệu tương tự


Tín hiệu số
Tín hiệu số
6

6
•
MS, POP, BTS, MSC
MS, POP, BTS, MSC
•
CDMA, TDMA, FDMA, GSM
CDMA, TDMA, FDMA, GSM
•
Fiber - optic cable, Transmission Media
Fiber - optic cable, Transmission Media
•
Wireless Communications
Wireless Communications
•
WiMax
WiMax
•
3G
3G
Một số thuật ngữ và định nghĩa
Một số thuật ngữ và định nghĩa
7
7
Các thành phần chính
Các thành phần chính
trong một hệ thống viễn thông
trong một hệ thống viễn thông
thiết bị
đầu cuối
thiết bị

đầu cuối
thiết bị
chuyển mạch
thiết bị
chuyển mạch
Truyền dẫn
hữu tuyến
Truyền dẫn
vô tuyến
Vệ tinh
truyền thông
Truy nhập
8
8
Công nghệ trong mạng viễn thông
Công nghệ trong mạng viễn thông
Truyền
dẫn
Truy
nhập
Chuyển
mạch
Công nghệ
mạng viễn
thông
9
9
Hệ thống truyền dẫn số
Hệ thống truyền dẫn số
Ưu điểm

Ưu điểm


•
Kinh t
Kinh t
ế: nhờ có sự phát triển của công
ế: nhờ có sự phát triển của công
nghệ vi mạch, hệ thống truyền dẫn số trở
nghệ vi mạch, hệ thống truyền dẫn số trở
nên kinh tế hơn nhiều hệ thống tương tự
nên kinh tế hơn nhiều hệ thống tương tự
•


Ch
Ch
ất lượng truyền dẫn: ít bị ảnh hưởng
ất lượng truyền dẫn: ít bị ảnh hưởng
bởi nhiễu, méo đường tryền hơn hẳn so
bởi nhiễu, méo đường tryền hơn hẳn so
với hệ thống tương tự
với hệ thống tương tự
10
10
Một số môi trường truyền dẫn số
Một số môi trường truyền dẫn số


C

C
áp đồng: cáp thẳng, xoắn đôi,
áp đồng: cáp thẳng, xoắn đôi,
đồng trục
đồng trục


C
C
áp quang: đơn mode, đa mode
áp quang: đơn mode, đa mode


Vô tuyến: Hồng ngoại, BlueTooth,
Vô tuyến: Hồng ngoại, BlueTooth,
Viba, vệ tinh
Viba, vệ tinh
11
11
Công nghệ truyền dẫn
Công nghệ truyền dẫn
Bộ phát Bộ thu
Kênh
truyền
Tạp âm,
nhiễu,
méo
Tín hiệu
ra
Tín hiệu

vào
Tín hiệu
phát
Tín hiệu
nhận
Xử lý tín hiệu đầu vào
tạo ra tín hiệu truyền
dẫn phù hợp với kênh
truyền: mã hoá, ghép
kênh, điều chế, biến đổi
quang/điện
Nhận tín hiệu từ kênh
truyền đưa tới bộ biến đổi
tại đích: lọc bỏ tạp âm
ngoài băng, khuếch đại
bù suy hao truyền dẫn,
cân bằng bù méo dạng,
giải điều chế, phân kênh
và giải mã
Cáp xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp
quang, sóng vô tuyến
12
12
Hệ thống truyền dẫn số
Hệ thống truyền dẫn số
Truyền dẫn
Ghép
kênh
Phân
kênh

Mã hoá Giải mã
Thông
tin
Thông
tin
Điểm A
Điểm B
Thoại
Hình ảnh
Dữ liệu
Điều chế
Mã hoá
Ghép kênh
theo tần
số/ thời
gian
Cáp đồng
Cáp quang
Viba
Vệ tinh
Phân kênh
theo tần
số/ thời
gian
Giải điều
chế
Giải mã
Thoại
Hình ảnh
Dữ liệu

13
13
10001110
10001100
01111111
10000001
Tín hiệu thoại
Tín hiệu thoại
(Kỹ thuật điều chế xung mã PCM)
(Kỹ thuật điều chế xung mã PCM)
10000000
10000010
10000011
10000101
10000100
10000110
10000111
10001001
10001000
10001010
10001011
10001101
10010011
10010001
10001111
10010000
10010010
10010101
10010100
01111011

01111101
01111100
01111110
10001010 10001001 10000100 10000001 01111101 01111011 01111011 01111100
Tín hiệu thoại tương tự
f = 300Hz - 3.400Hz
Lấy mẫu f
s
= 8000 mẫu/s và
lượng tử hoá
Mã hoá: 1 mẫu = 8 bit
Tốc độ mã hoá = 8.000 mẫu/s x 8 bit = 64.000 bit/s = 64 kb/s
Có điện áp
Không có
điện áp
14
14
Kỹ thuật điều chế
Kỹ thuật điều chế
1 1 1 1
Tín hiệu số
Sóng mang
Tín hiệu ASK
Điều chế biên độ
Tín hiệu FSK
Điều chế tần số
Tín hiệu B-PSK
Điều chế pha
15
15

0
Kỹ thuật ghép kênh
Kỹ thuật ghép kênh
Kênh 1
Kênh 2
Kênh 3
Kênh 4
Kênh 8
Kênh 1
Kênh 2
Kênh 3
Kênh 4
Kênh 8
1
0
1
Chuyển mạch Chuyển mạchGửi Nhận
Tuyến
truyền
dẫn
16
16
Nguyên lý ghép kênh
Nguyên lý ghép kênh
§êngth«ngtintèc®écao
TS0
TS0
TS0
TS0
TS0

TS0
TS0
TS0
P
0
P
1
P
2
P
3
K1
K2
K3
K4
TS
- - - - - -
Bé ®iÒu
khiÓn
TS0
TS0
TS0
TS0
P
0
P
1
P
2
P

3
K4
K3
K2
K1
Bé ®iÒu
khiÓn
Th«ngtin®ångbé
P
3
P
2
P
1
P
0
TS: Khe thời gian
Pi: Tín hiệu điều khiển
17
17
Một số công nghệ truyền dẫn số
Một số công nghệ truyền dẫn số


C
C
ấp 1: Ghép 30 kênh thoại thành luồng
ấp 1: Ghép 30 kênh thoại thành luồng
có tốc độ 2048 kb/s
có tốc độ 2048 kb/s

C
C
ấp 2: Ghép 4 luồng cấp 1 thành luồng
ấp 2: Ghép 4 luồng cấp 1 thành luồng
cấp 2 có tốc độ 8448 kb/s
cấp 2 có tốc độ 8448 kb/s


C
C
ấp 3: Ghép 4 luồng cấp 2 thành luồng
ấp 3: Ghép 4 luồng cấp 2 thành luồng
cấp 3 có tốc độ 34368 kb/s
cấp 3 có tốc độ 34368 kb/s


C
C
ấp 4: Ghép 4 luồng cấp 3 thành luồng
ấp 4: Ghép 4 luồng cấp 3 thành luồng
cấp 4 có tốc độ 139264 kb/s
cấp 4 có tốc độ 139264 kb/s
C
C
ấp 5: Ghép 4 luồng cấp 4 thành luồng
ấp 5: Ghép 4 luồng cấp 4 thành luồng
cấp 5 có tốc độ 557056 kb/s
cấp 5 có tốc độ 557056 kb/s

PDH (tiêu chuẩn Châu Âu)
PDH (tiêu chuẩn Châu Âu)
18
18
Một số công nghệ truyền dẫn số
Một số công nghệ truyền dẫn số


STM-1
STM-1
:
:
155.520 kb/s
155.520 kb/s
~
~
155 Mb/s
155 Mb/s


STM-4
STM-4
:
:
622.080 kb/s
622.080 kb/s
~
~
620 Mb/s
620 Mb/s

STM-16
STM-16
:
:
2.488.320 kb/s
2.488.320 kb/s
~
~
2,5 Gb/s
2,5 Gb/s


STM-64
STM-64
:
:
9.953.280 kb/s
9.953.280 kb/s
~
~
10 Gb/s
10 Gb/s
SDH (ITU-T G.707)
SDH (ITU-T G.707)
19
19
Công nghệ chuyển mạch
Công nghệ chuyển mạch

Chuyển mạch
Chuyển mạch
kênh
Chuyển mạch
gói
Mạng
điện thoại
Mạng
di động
Mạng
ISDN
Mạch ảo
Định tuyến
từng gói
X.25
ATM
LAN
Internet
20
20
ChuyÓn m¹ch quang
ChuyÓn m¹ch quang
21
21
Sự ra dời của chuyển mạch
Sự ra dời của chuyển mạch
1
2
8
4

5
6
73
1
2
8
4
5
6
73
Trung
tâm
chuyển
mạch
22
22
Chuyển mạch kênh

Kênh xác lập tr ớc

Không chia sẻ tài nguyên kết nối

3 phase riêng biệt

Kết nối định h ớng

Khởi tạo lại cuộc gọi khi có lỗi

Ghép kênh thời gian
23

23
Chuyển mạch gói

Kênh xác lập tuỳ biến

Chia sẻ tài nguyên kết nối

3 phase đồng thời

Kết nối không định h ớng

Khởi tạo từng phần khi có lỗi

Ghép kênh thống kê

Hàng đợi xử lý
24
24
Công nghệ truy nhập
Công nghệ truy nhập
Công nghệ
truy nhập
Hữu tuyến Vô tuyến
Cáp đồng Cáp quang
Vô tuyến
cố định
Di động
FWA
VSAT
GMS,

Cellular
Vệ tinh
Mạch vòng thuê
bao tương tự
Đường dây thuê
bao số xDSL
Cáp đồng trục
Cáp quang đến
vỉa hè
(FTTC)
Cáp quang đến
các toà nhà
(FTTB)
Cáp quang đến
nhà thuê bao
(FTTH)
Viba
25
25
Kỹ thuật đa truy nhập
Kỹ thuật đa truy nhập
trong thông tin di động
trong thông tin di động